НОВЫЕ «НЕОРГАНИЧЕСКИЕ БЕНЗОЛЫ»
Исследователям из Германии впервые удалось синтезировать аналоги бензола, ароматическое кольцо которых содержит кремний и атомы элементов 15 группы.
Хотя примеры веществ, которые можно было бы назвать «неорганическим бензолом», существуют, их количество оставляет желать лучшего. Для пополнения «химической коллекции» (ну и не только для этого, конечно) исследователи из России и Германии смогли синтезировать обладающие ароматическими свойствами аналоги бензола, содержащие в цикле только кремний и элементы 15-й группы (фосфор или мышьяк).
Получены первые неорганические аналоги бензола, содержащие в цикле только кремний и элементы 15-й группы. (Рисунок из J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 10433)
Классическим примером органических ароматических систем является молекула бензола, идея о том, что эта молекула представляет собой шестичленный цикл, впервые пришла в голову Августу Кекуле в 1865 году. В 1926 году впервые был синтезирован «неорганический бензол – боразин B3N3H6. С той поры было описано много гетероциклических ароматических соединений – производных бензола, в которых один, два или даже три-четыре атомы углерода заменены на гетероатомы, однако сообщения о неорганических аналогах бензола – циклических соединениях, в составе которых вообще нет атомов углерода, до сих пор единичны.
Андреас Зайтц (Andreas Seitz) из Университета Регенсбурга и его коллеги, среди которых Евгения Пересыпкина (Eugenia V. Peresypkina) из Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН пополнили скромный перечень примеров «молекул бензола», не содержащих атомов углерода, двумя новыми примерами – триарсатрисилабензолом и трифосфатрисилабензолом. Эти аналоги бензола были получены в результате взаимодействия производных циркония, содержащих либо мышьяк, либо фосфор, с монохлорсилиленом в толуольном растворе. Ароматический характер обоих соединений подтвержден спектральными методами и квантовохимическими расчетами (DFT).
Источник: J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 10433 (DOI: 10.1021/jacs.6b07389)
ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ О ХИМИИ
Как правило, интересные факты о химии получаются чаще всего случайно. Чарльз Гудьир из Америки по своей неосторожности создал рецепт прочной резины. Она не трескается при минусовой температуре и не размягчается в сильную жару. Его ошибка была в том, что он оставил на плите нагретую смесь серы и каучука, теперь этот процесс называют вулканизацией.
Детский конструктор «Lego» сделан из пластмассы в составе, которого присутствует сульфат бария.
Эта соль абсолютно безвредна для организма и не растворяется в воде. Мало того, ее хорошо определяют рентгеновские лучи, поэтому проглоченную деталь малышом, можно будет легко найти, сделав снимок.
Все вряд ли можно перечесть в небольшой статье, поэтому мы кратко рассмотрим самые интересные факты о химии и ее элементах.
-
Сложно представить, что головной мозг человека проводит за 100 000 химических реакций в секунду;
-
Жители США добавляют в газопровод химический элемент с ярко выраженным запахом тухлого мяса. Нужно это для того, чтобы быстро обнаружить утечку, так как на этот запах слетаются грифы;
-
Около 90% всех атомов Вселенной занимает Водород;
-
Золото не такой уж и редкий металл, как мы думаем, в земной коре этого метала достаточно для того чтобы покрыть всю поверхность планеты;
-
Для обнаружения рака костей по средствам рентгена используют Технеций (Tc);
-
Нитрид трииода NI3 очень опасное взрывчатое вещество. Его температура может повыситься, даже если на него сядет муха, вследствие этого произойдет взрыв.
-
Очень много элементов и веществ химии были открыты случайно и антибиотики не исключение. Александром Флемингом была случайно оставлена без присмотра пробирка, в которой находились бактерии стафилококка. Это привело к стремительному размножению плесневых грибов, которые начали разрушать бактерии. После этого Флеминг получил пенициллин.
Не оставляйте науку без внимания, ведь в нас содержится вся таблица Менделеева, узнать интересные факты о химии, значить узнать что-то новое о себе.
Создана биоразлагаемая упаковка из молока
Американские ученые разработали упаковку для продуктов на основе белка молока, которую можно употреблять в пищу. Новая пленка биоразглагаемая, она не загрязняет окружающую среду в отличие от пластиковой. Кроме того, такая упаковка не выделяет вредных веществ, сообщает сайт Американского химического общества.
Пленка на основе казеина препятствует проникновению кислорода, что позволяет дольше сохранять продукты. Она пропускает в 500 раз меньше кислорода по сравнению с пластиковой упаковкой.
В настоящее время производители иногда используют биоразлагаемую упаковку на основе крахмала, однако она слишком пористая и не задерживает кислород.
Для того, чтобы пленка из казеина быстро не растворялась в воде, исследователи добавили в состав цитрусовый пектин. Это позволило получить более долговечную и прочную упаковку, которая выдерживала большую влажность и высокие температуры.
Новая пленка напоминает обычную, однако она плохо растягивается. Сама упаковка безвкусная, но в нее можно добавлять ароматизаторы.
Покрытие из казеина можно также наносить в виде спрея прямо на продукты, например хлопья.
Новой упаковкой уже заинтересовалась небольшая компания из Техаса, которая намерена наладить производство подобной пленки. По словам исследователей, упаковка на основе казеина появится на прилавках уже в течение 3 лет. https://www.acs.org/content/acs/en/pressroom/newsreleases/2016/august/edible-food-packaging-made-from-milk-proteins-video.html
Сконструирован долгоживущий фермент, нейтрализующий действие кокаина
Американские биологи получили кокаингидролазу, которая эффективно расщепляет молекулы кокаина, быстро блокируя его действие при зависимости и даже передозировке. «Скрестив» фермент с иммуноглобулином, они надеются получить препарат, разовой дозы которого хватит на несколько недель защиты от наркотика. О своей новой разработке авторы рассказывают в журнале PNAS.
Многочисленные исследования указывают, что ускорение метаболизма кокаина в организме снижает его воздействие на нервную систему и может служить эффективным средством для лечения больных зависимостью, а также спасения людей при передозировке наркотика. Хорошие перспективы для создания такой терапии предлагает бутирилхолинэстераза (BChE). Этот фермент, присутствующий в плазме крови, участвует в обмене ацетилхолина, а также в защите организма от потенциально токсичных эфиров растительного происхождения, к которым относится и кокаин.
Нативная человеческая BChE не проявляет достаточной активности к кокаину, однако ее аналог, выделенная из бактерий кокаинэстераза, продемонстрировала высокую эффективность в устранении последствий передозировки у лабораторных крыс, а также в снижении у них зависимости от наркотика. Работы в этом направлении продолжаются, и биологи разрабатывают искусственные «гибриды» человеческой BChE, кокаингидролазы (CocH), обладающие нужной высокой активностью и способные быстро нейтрализовать действие кокаина. Доклинические испытания демонстрируют безопасность этих белков.
Структура «гибридной» молекулы иммуноглобулина и кокаингидролазы. ©Xiabin Chen et al. (2015)
Однако о терапевтическом использовании семейства CocH речи пока не идет: их период полувыведения составляет, в лучшем случае, около восьми часов, и после этого срока фармакологическая активность препаратов стремительно падает. В новой статье, опубликованной группой профессора Университета Кентукки Чанго Чжаня (Chang-Guo Zhan), рассказывается о создании новой перспективной формы CocH, период полувыведения которой составляет уже несколько суток.
«Гибридный» фермент CocH-Fc является результатом соединения одной из ранее предложенных кокаингидролаз (CocH1) с фрагментом человеческого иммуноглобулина IgG1. Для этого у гликопротеина IgG1, молекулы которого напоминают латинскую букву Y, удалены два «верхних хвоста» – участки, ответственные за связывание антигенов (Fab) – и вместо них к присоединены два мономера CocH. Лабораторные эксперименты, проведенные Чжанем и его командой, продемонстрировали высокую каталитическую активность CocH-Fc против кокаина, а также большой период полувыведения – около 107 часов, при проведении опытов на лабораторных крысах.
«Разовая доза CocH-Fc продолжала ускорять метаболизм кокаина в крысах даже после 20 дней после введения, – пишут авторы, – и тем самым блокировала вызываемую им обычно гиперактивность и токсичное действие».
Метаболизм в организме мелких грызунов протекает заметно быстрее, чем в человеке. Это позволяет авторам надеяться, что при клиническом применении CocH-Fc продемонстрирует еще более долгое действие. По их расчетам, для лечения зависимости с помощью нового фермента достаточно будет одного укола каждые 2–4 недели. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3730835/