Химики обучились умножать молекулы

Химики из США спроектировали технологию, - та, что позволяет обретать крупное число "копий" органических молекул, имея следовое число молекулярных "матриц". Технология, основанная на этом принципе, получила называние ПЦР (полимеразная цепная реакция), и обширно применяется в биологии для увеличения числа копий ДНК. До выхода работы, опубликованной в журнале Journal of the American Chemical Society, ПЦР не использовалась для "размножения" других молекул.

ПЦР позволяет обрести достаточное для разбора количество ДНК при существование всего нескольких молекул. Особый фермент синтезирует их, используя в качестве матрицы имеющиеся молекулы ДНК. В химии разбор малого численности вещества реально провести с помощью масс-спектрометрии (именно таким методом "Феникс" ищет органические молекулы на Марсе). Однако проведение масс-спектрометрического анализа не неизменно возможно, помимо того, для проведения конкретных исследований необходимо сравнительно огромное количество вещества.

Химики из Северозападного вуза в Иллинойсе, США, вместо фермента применяли катализатор - две молекулы N,N'- этиленбис(салицилальдимината) никеля(II), ещё прославленного как Ni(salen), присоединенных к атому цинка. Такая архитектура способна ускорять протекание реакции синтеза ацетата из двух других органических молекул.

Несколько комплексов цинка и Ni(salen) специалисты по химии соединили приятель с другом при помощи гибких молекулярных структур, содержащих атом родия. В таком состоянии, получившем наименование закрытого, катализатор был неактивен. Однако при добавлении следовых количество молекул ацетата, организация переходила в открытое состояние. Атомы родия специфически узнавали молекулы ацетата и связывались с ними. При этом связи, соединяющие родий с комплексом цинка и Ni(salen), разрушались, и "свободный" катализатор начинал "запускать" реакцию синтеза.

Новые молекулы ацетата соединялись с атомами родия, "сдерживающими" другие молекулы катализатора. Таким образом, число молекул ацетата увеличивалось по экспоненте до тех пор, в то время как в реакционной смеси не заканчивались стартовые компоненты.

Такой тип реакций, когда продукт стимулирует протекание реакции, получил название автокаталитических. В системе, разработанной американскими химиками, продукт реакции (ацетат) сам не катализирует ее протекание, а только стимулирует "внешний" катализатор. По суждению авторов работы, данная особая черта позволяет адаптировать организацию не только для синтеза ацетата.

Keywords: