Необично набљудување за време на лабораториски експерименти доведе истражувачите до животно откритие. По години обиди да се реплицира однесувањето, да се открие неговиот механизам и да се дефинира неговиот опсег, интердисциплинарен тим предводен од Универзитетот Флиндерс во Австралија, објави нешто што го опишуваат како голем пробив: досега непознат тип на реакција на размена на сулфур-сулфурни врски.
Нова хемија без надворешни влијанија
Она што ја прави оваа реакција извонредна е тоа што сулфур-сулфурните врски обично бараат топлина, светлина или катализатори за да се преуредат во молекулите. Новата „реакција на метатеза на трисулфиди“ се одвива спонтано на собна температура, без дополнителни реагенси или други надворешни влијанија, кога молекулите што содржат синџири од три сулфурни атоми – трисулфиди – се ставаат во одредени растворувачи.
„Ретко е да се открие сосема нова реакција, а уште поретко е таа да биде корисна во толку многу области и апликации“, вели хемичарот Џастин Чалкер од Универзитетот Флиндерс, главен автор на трудот кој истражува сулфидни полимери повеќе од една деценија.
Потенцијал за трансформација на индустриите
Разбирањето на новата реакција им овозможило на истражувачите да ја искористат во неколку високо-вредни примени. Меѓу нив се селективна модификација на антитуморски лек и производство на нова пластика која може да се обликува, користи, а потоа „демонтира“ кога е потребно рециклирање. Сулфур-сулфурните врски се од суштинско значење за многу различни молекули, вклучувајќи пептиди, протеини, полимери и лекови, поради нивната способност да се кршат и реформираат како одговор на широк спектар на стимули.
Механизам и брзина
Органските трисулфиди, во кои три сулфурни атоми формираат синџир (R-S-S-S-R), биле помалку проучувани и традиционално тешки за преуредување. Претходните истражувања покажале дека размената на овие сулфурни врски обично бара високи температури – често помеѓу 80 и 150 степени Целзиусови – и дури тогаш, реакциите може да траат со часови или денови за да достигнат рамнотежа.
Новооткриената реакција на метатеза на трисулфиди се однесува многу поинаку. Во одредени растворувачи, сулфурните синџири почнуваат да разменуваат фрагменти за неколку секунди на собна температура, без потреба од топлина, светлина или дополнителни реагенси. Во оваа реакција, две трисулфидни молекули можат да ги разменат хемиските групи прикачени на нивните краеви, ефикасно тргувајќи со партнери и формирајќи нови комбинации на молекули. Хемичарите овој процес на „размена на партнери“ го нарекуваат метатеза.
Тимот веќе ја применил реакцијата за модификација на антитуморското соединение калихеамицин и за изградба на пластика која може лесно да се разгради во нејзините составни блокови. „Возбуден сум да видам како оваа хемија ќе биде усвоена, проширена и применета на начини кои сè уште не се замислени“, вели хемичарот Харшал Пател од Универзитетот Флиндерс.
Широк спектар на примени
Бидејќи реакцијата е брза, селективна и реверзибилна, таа може да им даде на хемичарите нов начин за изградба на молекули кои можат сами да се преуредуваат под благи услови. Ова може да биде исклучително корисно во области кои се движат од откривање лекови до наука за материјали. „Мислам дека примерите што ги покажавме за тоа што може да се направи со оваа хемија се само врвот на ледениот брег“, додава хемичарот Том Хасел од Универзитетот во Ливерпул. Истражувањето е објавено во престижното списание Nature Chemistry.
