Skip to main content

Functional Molecular Systems by Template-Guided-Click Assembly

Article Category

Article available in the folowing languages:

Sprawianie, by chemia "klikała"

Droga postępu w projektowaniu reakcji chemicznych polega na tworzenie molekuł w taki sposób, by pasowały do receptorów. W oparciu o filozofię "click chemistry" w nauce europejskiej opracowano nową technikę wytwarzania blokujących się wzajemnie jednostek molekularnych.

Technologie przemysłowe

Katalizatory zmieniają prędkość reakcji chemicznej, nie zmieniając swojej struktury, ale są bardzo specyficznymi substancjami. Bez ich stosowania, liczne reakcje, które uważamy za normalne, nie mogłyby zachodzić w temperaturze pokojowej. Zakres zastosowań jest szeroki, począwszy od konwerterów katalitycznych w samochodach do super detergentów i rafinacji ropy naftowej. Technika taka może być także stosowana do projektowania określonych leków. Na przykład, usuwanie trudnych plam z ulubionej koszuli, wymaga pomocy katalizatora. Każda molekuła plamy olejowej jest substratem (lub receptorem), który łączy się z dopasowanym katalizatorem, by utworzyć pośrednią molekułę. W takiej postaci, olej rozkłada się na komponenty rozpuszczalne. Zdegradowana plama usunięta zostaje z odzieży, wydzielając katalizator do ponownej pracy. Takie specyficzne molekuły stanowią bardzo atrakcyjną propozycję dla przemysłu chemicznego. Jednym z największych wyzwań jest jednakże projektowanie takich systemów molekularnych. Zadaniem finansowanego przez UE projektu Click-fun było stworzenie możliwości stapiania sztucznych receptorów i katalizatorów przy użyciu filozofii click chemistry wraz z projektowaniem i realizacją szablonu. Click chemistry jest stosunkowo nową filozofią, w ramach której niewielkie moduły molekularne łączone są ze sobą, tworząc większe, zdefiniowane struktury w sposób szybki i wydajny. W przypadku receptorów, jako szablon wykorzystywana jest molekuła docelowa. Molekuła pośrednia jest szablonem dla katalizatora. Połączenie tych dwóch procedur zapewnia w rezultacie realizację techniki reakcji typu "click chemistry" prowadzonej według szablonu (TGCA). Naukowcy uczestniczący w projekcie Click-fun skupili się na łączeniu azydku, który składa się z trzech atomów azotu (N3-), wraz z alkinem. Alkiny posiadają łatwo reagujące potrójne wiązania. Najprostszą z grup stanowi acetylen stosowany do spawania tlenowo-acetylenowego. W celu połączenia najlepszej kombinacji par substratów, zespół wykorzystał optymalne narzędzie do reakcji typu "click chemistry". Otrzymana w wyniku reakcji molekuła dopasowana zostaje następnie do receptora lub jest efektywnym katalizatorem. Sprzęgnięte ze sobą pary mają olbrzymie znaczenie w świecie biologii, jako podstawowe grupy azydku i etynu, występujące w blokach budowy białek, czyli aminokwasach. Doskonałym przykładem potencjalnej molekuły szablonowej jest taksol, wykorzystywany dotąd w charakterze leku chemoterapeutycznego. Dlatego też, taksol posiada potencjał do formowania nowych związków przy użyciu metody "click chemistry". Zespół Click-fun otrzymał rozszerzony zbiór azydków otrzymanych podczas prac nad projektem. Zastosowania tej, niedawno opracowanej techniki, obejmują produkcję nowych funkcjonalnych molekuł, stanowiących specyficzne katalizatory do produkcji oraz sztucznych enzymów.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania