Yeni Yakıtlar ve İlaçlar için Yeni Kimyasal Reaksiyon
Kimyagerler hem bol bulunan hem de ucuz elementlerden olan silikon ve bordan yapılmış katalizörleri kullanarak karbon-hidrojen bağlarını karbon-karbon bağlarına dönüştürmek için yeni bir teknik geliştirdiler.
Bilim adamları, yakıtlar ve ilaçlar gibi yeni ürünlerin kimyasal formüllerini geliştirmek için, çoğunlukla önceden var olmayan molekülleri geliştirmelidirler. Yeni moleküllerin oluşturulmasına yönelik temel adım, atomları birbirine bağlayan kimyasal bağların seçici olarak kırılması ve yeniden oluşturulmasıdır. Başlıca zorluklardan birisi, bir çok molekülün yapı taşı olan karbon ve hidrojen atomları arasındaki bağın çok kuvvetli olmasıdır. Bu yüzden kimyagerler kimyasal bağları, daha kullanışlı diğer türlerine dönüştürmek için genellikle iridyum gibi nadir bulunan ve pahalı olan kimyasalların kullanımına başvurmak zorunda kalıyorlar. Bilim adamları bu sürece bağları “işlevselleştirmek” diyorlar.
UCLA kimyagerlerinden oluşan bir ekip, karbon-hidrojen bağlarını kırmak ve karbon-karbon bağları yapmak için yeni bir teknik geliştirdi. Yaklaşım, hem bol bulunan hem de ucuz elementlerden olan silikon ve bordan yapılmış katalizörleri kullanıyor. Araştırmaları Science’da yayınlandı.
UCLA’nın kimya ve biyokimya profesörü olan ve araştırmanın baş yazarı olan Hosea Nelson, enerji endüstrisinin metan gibi basit hidrokarbon moleküllerini alıp yeni yakıtlara dönüştürmekle ilgilendiğini söyledi.
“Bu yeni yöntem, bilim adamlarının daha büyük moleküllere metan almalarını sağlayacaktır.” Diyor Hosea Nelson.
Bir başka potansiyel uygulama, doğal gazın ana bileşenlerinden biri olan metanın, sondaj ile çıkarıldıktan sonra daha yoğun ve daha kolay bulunacak bir hale dönüştürülmesi olabilir. Şu andaki süreç karmaşıktır, çünkü hafif bir gaz olan metan atmosfere kaçma eğilimindedir.
Nelson, UCLA lisansüstü öğrencileri Brian Shao, Alex Bagdasarian ve Stasik Popov’la çalışma konusunda işbirliği yaptı.
Araştırmacılar teorik olarak incelenmiş fakat nadiren laboratuvar deneylerinde araştırılan bir kimyasal madde olan fenil katyonuna benzer bir bileşik oluşturmak için yeni tekniklerini kullandılar. Daha sonra bileşiği, metan ve benzende bulunan karbon-hidrojen bağlarını parçalamak için kullandılar. Bu, diğer atomları eklemelerine ve karbon-karbon bağları oluşturmalarına imkan sağladı. Bunlar, canlı organizmaları oluşturan moleküllerin yanı sıra yakıtlar ve ilaçların temel yapı taşlarıdır.
Yeni teknik, fenil katyonuna benzer bileşiklerin var olduğunu göstermenin yanı sıra; karmaşık moleküllerin mümkün olduğunca çok daha az reaksiyon basamağında toplanmasına olanak sağlar. Bu da kimyasal ve ilaç üreticilerinin zamandan ve paradan tasarruf etmesini sağlayabilir. Önceki yaklaşımların aksine metodun diğer bir avantajı, bir laboratuvarda kolayca erişilebilen sıcaklık ve gaz basıncında gerçekleştirilebilmesidir.
Yöntem, mevcut ilaçların moleküllerini daha etkili, daha güvenli veya daha az bağımlılık yapacak şekilde değiştirmek için de kullanılabilir.
Kimyagerler bu tekniği, bir gramdan daha az miktarda tepkiyen örneği kullanarak test ettiler. Nelson, bu metodolojinin gerçek dünyadaki kimyasal reaksiyonların geniş bir aralığı için yararlı olabileceğini umuyor.
Kaynak: sciencedaily.com
