شکل و ماهیت دینامیکی «مولکول‌های مبتنی بر کربن» با آنچه دانشمندان تصور می‌کردند متفاوت است

به گزارش گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا به نقل از وبگاه (سای تک دیلی)، دانشمندان در یک مطالعه جدید نشان داده اند که مولکول‌های مبتنی بر کربن می‌توانند بسیار پویاتر از آنچه قبلا تصور می‌شد باشند.

هنگامی که یک اتم کربن چهار پیوند با گروه‌های مختلف ایجاد می‌کند، مولکول می‌تواند به دو شکل آینه‌ای وجود داشته باشد. این اشکال آینه‌ای در پزشکی حیاتی هستند، زیرا فعالیت‌های بیولوژیکی متفاوتی دارند.

معمولاً، تبدیل بین این «انانتیومرها» غیرممکن است، زیرا برای انجام این کار، باید یک پیوند شکسته شود، فرآیندی که به انرژی بیش از حد نیاز دارد.

محققان دانشگاه دورهام و دانشگاه یورک نشان دادند که اگر مرکز کایرال بخشی از ساختار قفس مولکولی پویا باشد، آنگاه یک بازآرایی ساده قفس می‌تواند به وارونگی شکل تصویر آینه‌ای مولکول منجر شود.

این ویدئو وارونگی دینامیکی استریوشیمی sp۳-C را در باربارالین فلاکسیال و کمپلکس‌های فلزی آن‌ها نشان می‌دهد.

به این ترتیب، استریوشیمی مبتنی بر کربن، که معمولاً ثابت و صلب در نظر گرفته می‌شود، پویا، شار، و پاسخگو شد - یک الگوی جدید در کایرالیتی کربن محور.

قفس مولکولی دارای ۹ اتم کربن در ساختار خود است که توسط یک جفت پیوند دوگانه کربن-کربن و یک حلقه سیکلوپروپان سه عضوی به هم متصل می‌شوند. این ترکیب اوراق قرضه به برخی از اوراق قرضه در ساختار اجازه می‌دهد تا به طور خود به خود با یکدیگر تجارت کنند.

محقق ارشد پروژه، دکتر عایشه بسم‌الله از دانشگاه دورهام، گفت: قفس‌های کربنی پویا شکل خود را به سرعت تغییر می‌دهند. آن‌ها میلیون‌ها بار در ثانیه بین ساختار‌های آینه‌ای خود به جلو و عقب می‌پرند. دیدن آن‌ها برای سازگاری با تغییرات محیطی واقعاً قابل توجه است.

علاوه بر کشف این شکل دینامیکی منحصر به فرد از تبدیل استریوشیمیایی، محققان نشان دادند که ترجیحات قفس می‌تواند به مراکز فلزی مجاور منتقل شود و این امکان را ایجاد می‌کند که این نوع کایرالیته پاسخگو ممکن است در کاتالیز و سنتز مولکول‌های کایرال کاربرد پیدا کند. کاربرد‌های زیست پزشکی

دکتر پل مک گونیگال از دانشگاه یورک، با تأمل در مورد روشی که این نتایج ایده‌های ثابت شده را واژگون می‌کند، گفت: روشی که قفس کربن پویا ما با مولکول‌ها و یون‌های دیگر تعامل می‌کند، شگفت‌انگیز است. قفس سازگار است و ساختار آینه‌ای را با بهترین تناسب می‌دهد.

ما امیدواریم که در زمان مناسب این مفهوم پیوند جذاب در زمینه‌های دیگر نیز کاربرد داشته باشد و به طور بالقوه برای زیربنای کاربرد‌های جدید برای مواد مولکولی پویاتر مورد استفاده قرار گیرد.

این یافته‌ها (۱۳ مارس ۲۰۲۳) در مجله Nature Chemistry منتشر خواهد شد.