本Valsler
本周,卡特里娜克雷默介绍了化合物,预示着未来,专业化学物质使得我们新分子…
卡特里娜克莱默
使分子是困难的。化学家们花了很多时间弄清楚哪些化合物受到什么条件下形成新的债券。锻炼如何使一个特定的分子可以很长时间——抗疟药物和奎宁水调味奎宁,例如,花了150年。
一些化学家,包括大学的David Leigh曼彻斯特,英国认为,我们应该开发可以通过编程的机器去接个人官能团和组装成所需的分子。这将使生产复杂的天然产物的过程相当简单。
大卫利
比如我们看到机器人在工厂整理汽车和其他复杂的对象通过机械运动和操作组件。可以不知道为什么我们不能这样做在分子水平上?为什么我们不能有分子机器人实际上为我们构造的东西?人们开始朝这个方向。
卡特里娜克莱默
在过去的二十年里,利和他的团队开发了第一批分子机器。一个奇怪的类被称为轮烷分子的这一成就的重要组成部分。
轮烷看起来不像任何其他分子:机械联锁结构,由两个独立的部分,不是化学绑定到对方。一部分看起来就像一个哑铃,长分子笨重的部分,称为阻塞物,两端,另一个是大型环形macrocycle下滑哑铃的中间。喜欢你的手阻止一个手镯掉你的手臂,塞子防止macrocycle滑落哑铃。
轮烷首次发现时,使他们是很艰苦的。
大卫利
轮烷是今年前五十年前,在1967年的一篇里程碑式的论文在江淮哈里森和哈里森轮烷由线程macrocycle到一个附加到聚合物链的支持,和他们说这些重点和加塞。他们做了七十次,重复七十次轮烷的为了得到百分之十六的收益率。
卡特里娜克莱默
幸运的是,研究人员很快想出了更好的办法,使轮烷。而不是仅仅希望个人片段以连锁的方式反应,化学家们现在通常使用金属催化剂,收集各个片段,让他们在一定的安排,从而促进rotaxane形成。
科学家们很快意识到,机械联锁形状不只是古怪;他们可以形成分子机器的基础。在宏观世界中,我们不可避免地把机器和机械联锁部分——只是认为简单是一个螺母螺纹螺杆上。在分子水平,机械联锁结构如轮烷已被证明特别有用在应对挑战时像控制机器的相对运动。
当考虑分子机器是如何工作的将他们宏观机是吸引人但同时也具有误导性。与我们的主要环境稳定,分子热运动使世界变成一个更不稳定的事情。
大卫利
机器的工作方式在大世界实际上是非常,非常不同于物质分子世界的表现。大世界,我看着你的笔记本电脑,我们有这个谈话是一个静止物体,它就是静止,除非我碰巧把它在过程中我们的谈话。但如果这是一个分子大小的对象不会是静止的,它总是通过随机热运动。
不把事情此举是困难的在分子世界,它是控制运动的方向性。这是一个非常不同的命题到大世界。Rotaxane建成分子世界是非常有用的,因为他们允许振幅大动作,这么大动作,但只有在你关注的维度——环沿着轨道,没关系的随机热运动链和环正交,你可以试着控制运动的自然维度。这是一个轮烷的原因是非常重要的。
卡特里娜克莱默
考虑到这一点,然而,李的团队成功地建立一个功能分子机器,很像总合成机器,是每一个有机化学家的梦想。
大卫利
几年前我们做了一个环的rotaxane蹲下一跟踪,积木是向下运动跟踪和建造一个新的序列肽序列了。我非常喜欢这个,因为它是让人想起生物学的方式使蛋白质,氨基酸序列,因为核糖体也向下移动一个链-一个信使RNA链的序列信息,把积木放在一起来构建蛋白质。我们试图使用rotaxane建成模拟这一过程,是一个人工而核糖体是一个生物。
卡特里娜克莱默
虽然李的多肽合成机远不及复杂细胞同行,必须记住,后者是数百万年,而科学家们一直致力于人造分子机器不到一个世纪。
大卫利
有各种各样的障碍要克服。你必须学习如何,首先,来控制分子运动,化学家们变得很擅长能够针对特定的刺激。我们必须这样做,是能够计划这些动作,所以正确的发生以正确的顺序,如果你改变了计划——如果你改变动作的顺序——你得到一些不同的产品或不同而发生不同的输入序列。这是一个重要的事情我们需要分子机器能够做到没有人还能做。当然,生物学已经告诉我们,可以通过DNA复制的工作方式等等。
仍有许多障碍有待克服,但是人们进步越来越快速。我希望这不会太久之前我们确实看到分子机器能做不能做任何其他方式。
卡特里娜克莱默
虽然它仍然可能是几年,直到轮烷可以帮助我们克服合成问题,研究人员已经做了各种各样的分子机械机械联锁分子:有电梯,航天飞机,甚至开关、棘轮、螺旋桨。提前和科学界清楚地看到大事轮烷:2016年,让-皮埃尔·萨特,弗雷泽·斯图达特和本Feringa获得了诺贝尔化学奖的分子机器的设计和合成。
本Valsler
卡特里娜克雷默说与曼彻斯特大学的大卫·李。下周,布莱恩·克莱格解释了常用盐产生好奇心,并最终悲剧,在巴西在1980年代
布莱恩·克莱格
小偷部分打开容器,把它卖了废品。因为接触氯化铯发出怪异的蓝色光芒,它被证明是一个受欢迎的话题——就像镭时首次发现了居里夫妇。
本Valsler
发现更多关于下周的多功能复合氯化铯。在那之前,我们写信与任何化合物你想听到更多关于- tweet @chemistryworld或电子邮件chemistryworld@rsc.org。我本Valsler,谢谢你加入我。
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