Araştırmacılar Şaşırtıcı Bir Molekül Kullanan Kimyasal Reaksiyonu Keşfettiler
Sonuçlar, petrol atıklarını yararlı bileşiklere dönüştürmenin yeni yollarını ortaya çıkarabilir.
Araştırmacılar, bir gün petrolün yararlı bileşiklere dönüştürülmesinde kullanılabilecek kimyasal bir reaksiyon bulduklarını bildirdiler.
20. yüzyılın ortalarında on yıldan fazla bir süredir, kimyagerler “karbokatyonlar”ın- pozitif yüklü bir karbon atomuna sahip moleküller- tam olarak neye benzediklerini tartıştılar. Yüzyılın başında öğretilen “klasik görüş” olarak bilinen düşünce, bu moleküllerdeki karbonun yükü tuttuğunu; “klasik olmayan görüş”, yükün diğer yakın atomlarla da paylaşılabileceğini söyledi. Hem teori hem de deney sonunda, klasik olmayan karbokatyonların var olduğu kanıtlandı ve tartışmalar ortadan kalktı. Bu yapılar mevcut olsa bile, çoğu kimyagerin inandığı gibi, doğrudan bir ilgileri yoktu.
Şimdi, UCLA araştırmacıları içinde klasik olmayan karbokatyonların kilit rol oynadığı, bir gün petrolün yararlı bileşiklere dönüştürülmesinde kullanılabilecek kimyasal bir reaksiyon keşfettiler. 27 Temmuz’da Science dergisinde yayınlanan sonuçlar, klasik olmayan katyonların -protonlardan daha az elektronlu iyonlardır bu nedenle pozitif yüklüdürler- önemini vurgulamaktadır. Ayrıca elde edilen bulgular, metan ve propan gazlarında bulunan ve diğer ürünlere dönüştürülmesi zor kimyasallar olan alkanları işlemek için yeni bir reaksiyon sunmaktadır.
UCLA kimya ve biyokimyada yardımcı doçent olan ve aynı zamanda araştırmanın baş yazarı olan Hosea Nelson, “Her iki reaksiyon da pratik bir çok potansiyele ve reaksiyonun arkasındaki bu şaşırtıcı kimyaya sahip” dedi.
Yeni araştırmanın ortak yazarı ve UCLA’nın Saul Winstein Organik Kimya Profesörü Kendall Houk, “Şimdi reaktivite ve seçiciliği açıklarken bu grubun önemini de gösterdik” dedi. Winstein bir UCLA profesörü ve klasik olmayan iyon kavramının destekçisiydi.UCLA Fiziksel Bilimler Bölümü dekanı ayrıca kimya ve biyokimya profesörü olan Miguel García-Garibay çalışmaları boyunca, UCLA’nın karbokatyon çalışmaları için önde gelen bir üniversite olarak bilindiğini söyledi.
Nelson’un laboratuvarı, uyuşturucu üretiminde ve istenmeyen atık ürünlerin işlenmesinde pratik kullanımlara sahip yeni kimyasal reaksiyonlar geliştirmeye odaklanıyor.
Nelson, “Amacımız, bir rafineriden baca gazı atıklarını atmak ve onu ilaçlara dönüştürmek” dedi. Bu tür atıklardan elde edilen alkanlar, kimyasal olarak kararlı oldukları için belirli problemler oluşturmuşlardır, dedi. Bunun anlamı, bu molekülleri bir arada tutan bağları parçalamak zor demektir.
Ancak geçen yıl, Nelson ve meslektaşları alkanları kimyasal olarak daha yararlı olan bir yan ürüne etkili bir şekilde dönüştürüyor gibi gözüken bir kimyasal reaksiyon keşfettiler. Nelson sadece bir sorun vardı dedi. “İşte bu çok güçlü reaksiyondu, ama nasıl veya neden oluştuğunu açıklayamadık” dedi. Bir açıklama getirmek için Houk ile iş birliği yaptı.
Daha sonra araştırmacılar, reaksiyonu modern hesaplama yöntemleri ile analiz ettiklerinde, reaksiyonun klasik olmayan bir karbokatyon oluşumu içerdiğini bulmuşlardır.
Nelson, “Bu şaşırtıcı bir temel bulguydu” dedi. “Beraberinde başka birçok soru getiriyor ve bu reaksiyonların klasik olmayanlarının, yeni reaksiyon türlerini geliştirmek için kimyasal sentez kurallarının çoğunu kırmamızı sağlayacağını düşünüyoruz.”
Yük birden fazla atom-klasik olmayan model- arasında paylaşıldığı için molekül, alkanların güçlü bağlarını parçalamak için gerekli olanlar da dahil olmak üzere, farklı reaksiyonlar dizisine girmek için daha fazla esnekliğe sahiptir. Sadece moleküler dinamiklerle- reaksiyonların meydana gelmesiyle atomların hareketlerini takiben- tepkimelere bakarak reaksiyonlar anlaşılabilir.
Houk, “Moleküler dinamik simülasyonlarımızla reaksiyonlar hakkında düşünmek için yepyeni bir yol geliştirdik” dedi.
Şimdilik, alkanlar doğrudan ilaçlara dönüştürülemez, ama ilaç moleküllerini işlemede yararlı olabilecek diğer kimyasallara dönüştürülebilirler. Nelson, reaksiyonun biyobozunur olmayan bazı plastiklerde bulunan uzun alkan moleküllerini parçalamada da yararlı olduğunu düşünüyor.Nelson ve grubu her iki uygulamayı da detaylı takip ediyor.
Haber kaynağı:California Üniversitesi – Los Angeles tarafından sağlanan malzemeler. Orijinali Sarah C.P. Williams tarafından yazıldı.
Kaynak : sciencedaily.com
