C-C Kovalent Bağları Tahmin Edilenden Çok Daha Esnek
Fotoğraf: Araştırma grubu tarafından sentezlenen ve analiz edilen moleküller. Yeşil ve mavi renkte esnek C-C tekli bağı (Takuya Shimajiri, Takanori Suzuki, Yusuke Ishigaki, Angewandte Chemie International Edition, 30 Eylül 2020). Katkı Sağlayanlar: Takuya Shimajiri, Takanori Suzuki, Yusuke Ishigaki, Angewandte Chemie International Edition, 30 Eylül 2020
Hokkaido Üniversitesi araştırma grubu karbon-karbon(C-C) kovalent bağlarının ısı ve ışık karşısında esnekliğinin genişleyip büzüldüğünü başarıyla sundu. C-C bağlarının beklenmeyen esnekliği organik bileşiklere yeni özellikler sunabilir.
Sert ve sağlam, C-C kovalent bağlar, organik ve biyolojik bileşiklerdeki en temel yapıdır. Onların doğasını anlamak, kimyasal olaylardaki bilgimizi geliştirmede gereklidir.
Genellikle, C-C bağının 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 daralabileceği varsayımıyla gerçekleştirdiler. Araştırmacılar, ışığa maruz kaldığında kafes benzeri yapılar oluşturmak için siklize olan bileşikler tasarladı ve sentezledi. Yapısal dönüşümün bileşiklerin çekirdeklerindeki C-C bağlarının uzunluğunu nasıl etkilediğini araştırdılar.
Araştırmacılar, çekirdekteki C-C tekli bağlarının foto döngüleme sırasında esnek bir şekilde büzüldüğünü buldular. Ayrıca, siklizasyon işleminin ısıtma ile tersine çevrilebileceğini ve bileşikler orijinal haline döndükçe C-C bağlarının genişlediğini buldular. Bileşiklerin tek kristallerini örnek olarak kullanmak, araştırmacıların esnekliklerini doğrudan gözlemlemelerini ve yapılarını ayrıntılı olarak kolayca açıklamalarına olanak sağladı.
C-C bağlarının genişleme ve büzülme süreçleri ilk kez doğrudan gözlemlendi. Bilim insanları, C-C bağlarının uzama sınırına ulaştığında esneklik kazandıkları ve bağlanma enerjisini azalttığı yeni bir olgu olduğu sonucuna vardı. Ayrıca, bileşiğin oksidasyon potansiyelinin, aşırı derecede uzamış C-C bağının tersine çevrilebilir genişlemesi ve daralması nedeniyle 1 volttan fazla değiştiğini gösterdiler, bu da bağın esnekliği ile ilgili yeni bir özellik göstermiş oldu.
Araştırmacılar, daha uzun bağlara sahip bileşiklerin sentezlenmesinin, benzersiz yanıtlar veya özelliklerinde büyük değişiklikler ile daha fazla işleve yol açabileceğini söylüyorlar. C-C tek bağının uzunluğunun rekorunu kırmayı amaçlayan bu zorlu araştırma, yeni bir yanıt modu ile aktifleştirilen/etkisiz hale getirilen 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 Angewandte Chemie International Edition’da yayınlandı. Bu çalışma, 2018 yılında yapılan 0,154 nanometre uzunluğu ile karşılaştırıldığında, C-C bağlarının 0,18 nanometreden daha uzun olduğu görüldü.
Kaynak: pyhs.org
