Katenanlar mexaniki olaraq bir-birinə bağlanmış halqaya bənzər molekulları olan üzvi birləşmələrdir. Bu cür molekullardakı mexaniki kilidləmə sistemi o qədər möhkəmdir ki, onları yalnız kovalent bağın parçalanması ilə ayırmaq olar. Bu yaxınlarda aparılan bir araşdırma, katenlər kimi mexaniki olaraq bağlanmış molekulların (MIM) qeyri-kovalent vasitələrlə ümumi formasını dəyişdirmədən, şirallığa – bir molekulun üst-üstə düşməyən güzgü şəkillərinə malik olduğu xüsusiyyətə nəzarət etmək üçün yeni bir strategiya təqdim etdi.

Tədqiqatçılar Nature Synthesis -də bildirildiyi kimi, tənzimlənə bilən mexaniki şirallığa malik BPHC ⁴⁺ adlı kompakt katenanın sintezini uğurla nümayiş etdirdilər .

Asimmetrik mərkəzləri meydana gətirən kovalent bağlardan yaranan ənənəvi xirallıqdan fərqli olaraq, MIM-lərdə xirallıq bir-birinə bağlanmış fərdi halqaların xirallığından deyil, molekulun hissələrinin mexaniki şəkildə bağlanmasından yarana bilər. Bu mexaniki xirallıq kimi tanınır.

Bu xirallıq forması həm də bir-birinə bağlı halqaların necə hərəkət etməsindən və ya özlərini necə təşkil etməsindən asılıdır və bu hərəkət etdikdə buna ko-konformasiya mexaniki xirallıq deyilir. Molekulların formalar arasında keçid etmə qabiliyyəti, süni molekulyar maşın kimi potensiallarına görə çox diqqət çəkdi.

Tədqiqatlar göstərdi ki, şiral MIM-lər mexaniki bağlardan düzgün şəkildə istifadə etməklə axiral komponentlərdən istifadə etməklə tikilə bilər. Xirallıq yalnız spesifik ko-konformasiyalardan göründüyü üçün, bu konformasiyalara dəqiq nəzarət şiral MIM-lərin sintezi üçün vacibdir. Katenan kimi MIM-lərin kompakt təbiəti bir-birinə bağlı hissələrin hərəkətini məhdudlaşdırır, bu da konformasiyalara daha yaxşı nəzarət etməyə imkan verir.

Bu fenomendən istifadə edərək, bu tədqiqatda tədqiqatçılar şirallığı ilkin axiral birləşməyə daxil etdilər və mexaniki xirallığa malik kompakt katen yaratdılar.

Texnikaya izostruktur desimmetrizasiya deyilir. Bu molekulyar dizayn strategiyasıdır ki, şiral MIM-lər eyni ümumi formanı və yığcam bir-birinə bağlanmış quruluşu qoruyarkən tikinti bloklarının simmetriyasını azaltmaqla axiral tikinti bloklarından yaradılır.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=4203178812&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1745990347&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-04-compact-catenane-tunable-mechanical-chirality.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM1LjAuNzA0OS4xMTUiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNS4wLjcwNDkuMTE1Il0sWyJOb3QtQS5CcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTM1LjAuNzA0OS4xMTUiXV0sMF0.&dt=1745990347789&bpp=1&bdt=74&idt=100&shv=r20250428&mjsv=m202504240101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1745990200%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1745990200%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1745990200%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=4202701653509&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2227&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95358862%2C95358864%2C95354562%2C95358976%2C31092056%2C95359118%2C31090357&oid=2&pvsid=1347474072804498&tmod=1911698791&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=105

Onların başlanğıc molekulu CBPQT⁴⁺-dəki iki bipiridinium vahidini C₂v2symmetrik və güzgüdən ikiqat ikiqat azaltmaq üçün bir qədər fərqli monokationik fenilen-piridinium qrupları ilə əvəz etməklə sintez edilmiş qutuya bənzər formaya malik axiral halqaşəkilli molekul (BPBox²⁺) idi. təyyarələr).

İzostruktur dizayn iki qütblü BPBox ^{2+ halqasının bir-birinə bağlanmasına imkan verdi, nəticədə katen BPHC⁴⁺ əvvəllər bildirilmiş kompakt katen HC 8+} ilə oxşar uyğunluq nümayiş etdirdi , bu da bu yeni katen üçün molekulyar ilham idi. Bu xüsusi tənzimləmə mexaniki xirallığa səbəb oldu, çünki struktur bütün güzgü və inversiya simmetriyasını itirərkən C₂ oxunu saxladı.

Tədqiqatçılar tapdılar ki, koformasiya dəyişiklikləri ilə BPHC⁴⁺ otaq temperaturunda məhlulda iki şiral (güzgü təsvirləri) arasında keçid edə bilər, nəticədə rasemik bir qarışıq yaranır – hər iki şiral forma bərabər miqdarda. Xiral disulfonat anionlarının əlavə edilməsi bu tarazlığa təsir göstərərək məhlulda induksiya edilmiş şirallıq və optik aktivliyə səbəb ola bilər. Məhluldakı bu induksiya edilmiş şirallıq, bərk vəziyyətdə kristallaşan yeganə forma olan bir şiral formanın 18% artıqlığına səbəb olur.

Bu tədqiqat mexaniki şirallığı əczaçılıq və material elmində potensial tətbiqləri ilə perspektivli dizayn prinsipi kimi təqdim edir.

Daha çox məlumat: Chun Tang və digərləri, Tənzimlənən mexaniki şirallığa malik kompakt katen, Təbiət Sintezi (2025). DOI: 10.1038/s44160-025-00781-z

Jurnal məlumatı: Təbiət sintezi 

© 2025 Science X Network