Karbon-Karbon Kovalent Bağlar Bilinenden Çok Daha Esnek
Fotoğraf: Araştırma grubu tarafından sentezlenen ve analiz edilen moleküller. Yeşil ve mavi renkte esnek C-C bağı bulunur. (Takuya Shimajiri, Takanori Suzuki, Yusuke Ishigaki, Angewandte Chemie International Edition, 30 Eylül 2020). Katkı Sağlayanlar: Takuya Shimajiri, Takanori Suzuki, Yusuke Ishigaki, Uygulamalı Kimya Uluslararası Baskı, 30 Eylül 2020
Hokkaido Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi, karbon-karbon (C-C) kovalent bağlarının ışığa ve ısıya tepki olarak esnek bir şekilde genişlediğini ve büzüldüğünü başarıyla gösterdi. C-C bağlarının bu beklenmedik esnekliği, organik bileşiklere yeni özellikler kazandırabilir.
Sert ve güçlü, C-C kovalent bağlar, organik ve biyolojik bileşiklerdeki en temel yapıdır. Onların doğasını anlamak, kimyasal olaylar hakkındaki bilgimizi geliştirmek için çok önemlidir.
Genel olarak, C-C bağ uzunluğu neredeyse sabittir. Bununla birlikte, araştırmacılar bu çalışmayı aşırı derecede uzun C-C bağlarının zayıf olduğu ve bu nedenle dış uyaranlara yanıt olarak genişleyebileceği veya büzülebileceği varsayımıyla gerçekleştirdiler. Grup, ışığa maruz kaldığında kafes benzeri yapılar oluşturmak için siklize olan (düz zincir moleküllerden çember bileşiklere dönüşen) bileşikler tasarladı ve sentezledi. Yapısal dönüşümün bileşiklerin çekirdeklerindeki C-C bağlarının uzunluğunu nasıl etkilediğini araştırdılar.
Araştırmacılar, çekirdekteki C-C tekli bağlarının fotosiklizasyon sırasında esnek bir şekilde kasıldığını buldular. Ayrıca, siklizasyonun ısıtma ile tersine çevrilebileceğini ve bileşikler orijinal haline döndükçe C-C bağlarının uzadığını buldular. Bileşiklerin tek kristallerinin analog olarak kullanılması, araştırmacıların bağların esnekliklerini doğrudan gözlemlemelerine ve yapılarını ayrıntılı olarak kolayca açıklamalarına olanak sağladı.
İlk kez C-C bağlarının genişleme ve büzülme süreci doğrudan gözlemlendi. Bilim insanları bunun, C-C bağlarının sınıra uzandıklarında esneklik kazanarak, bağlanma enerjisini düşürdüğü sonucuna vardılar. Ayrıca, bileşiğin oksidasyon potansiyelinin, aşırı derecede uzatılmış C-C bağının tersine çevrilebilir genişlemesi ve daralması nedeniyle 1 volttan fazla değiştiğini gösterdiler, bu da bağın esnekliği ile ilgili yeni bir özellik öne sürdü.
Araştırmacılar, daha uzun bağlara sahip bileşiklerin sentezlenmesinin, benzersiz tepkiler veya özelliklerinde büyük değişiklikler yoluyla daha fazla işleve yol açabileceğini söylüyorlar. C-C tek bağının uzunluğunun rekorunu kırmayı amaçlayan bu zorlu araştırma, yeni bir yanıt modu ile etkinleştirilebilen veya devre dışı bırakılabilen materyallerin geliştirilmesinde rol oynamaktadır.
Araştırmacılar Takuya Shimajiri, Profesör Takanori Suzuki ve Hokkaido Üniversitesi Kimya Bölümü’nden Yardımcı Doçent Yusuke Ishigaki’dir. Çalışmalarının sonuçları 30 Eylül 2020’de Uygulamalı Kimya Uluslararası Baskısı’nda yayımlandı. Bu çalışma, standart 0.154 nanometre ile karşılaştırıldığında ekibin 2018’deki çalışmaları olan 0.18 nanometreden daha uzun rekor bir C-C bağ uzunluğuna sahip organik bir bileşik sentezledikleri çalışmayı takip ediyor.
Kaynak: phys.org
