Od DURHAM UNIVERSITY
Vědci v nové studii prokázali, že molekuly na bázi uhlíku mohou být mnohem dynamičtější, než se dříve myslelo.
Když atom uhlíku tvoří čtyři vazby k různým skupinám, molekula může existovat ve dvou zrcadlových formách. Tyto zrcadlové formy jsou v medicíně životně důležité, protože mají různé biologické aktivity.
Obvykle je nemožné interkonvertovat mezi těmito 'enantiomery', protože to by vyžadovalo přerušení vazby, což je proces, který vyžaduje příliš mnoho energie.
Vědci z Durham University a University of York prokázali, že pokud by chirální centrum bylo součástí struktury dynamické molekulární klece, pak by jednoduché přeuspořádání klece mohlo vést k inverzi zrcadlového obrazu molekuly.
Tímto způsobem se stereochemie na bázi uhlíku, která je normálně považována za fixní a rigidní, stala dynamickou, fluxní a citlivou – nové paradigma v uhlíkově zaměřené chiralitě.
Zjištění budou zveřejněna dnes (13. března 2023) v časopise Přírodní chemie.
Molekulární klec má ve své struktuře devět atomů uhlíku, které jsou drženy pohromadě párem dvojných vazeb uhlík-uhlík a tříčlenným cyklopropanovým kruhem. Tato kombinace dluhopisů umožňuje některým dluhopisům ve struktuře spontánně vzájemně obchodovat.
Vedoucí výzkumnice projektu, Dr. Aisha Bismillah z Durhamské univerzity, řekla: „Naše dynamické uhlíkové klece extrémně rychle mění svůj tvar. Milionkrát za sekundu poskakují tam a zpět mezi svými zrcadlovými strukturami. Vidět, jak se přizpůsobují změnám v jejich prostředí, je opravdu pozoruhodné.“
Kromě odhalení této jedinečné dynamické formy stereochemické interkonverze vědci prokázali, že preference klece by mohly být přenášeny do blízkých kovových center, čímž se otevřela možnost, že by tento typ citlivé chirality mohl najít využití v katalýze a syntéze chirálních molekul pro biomedicínské aplikace.
Dr. Paul McGonigal z University of York se zamyslel nad způsobem, jakým tyto výsledky převracejí zavedené představy, řekl: „Způsob, jakým naše dynamická uhlíková klec interaguje s jinými molekulami a ionty, je fascinující. Klec se přizpůsobí a dodává zrcadlové struktuře „nejlépe padnoucí“.
"Doufáme, že v pravý čas bude tento zajímavý koncept vazby použitelný v jiných kontextech a potenciálně použit k podpoře nových aplikací pro dynamičtější molekulární materiály."
Odkaz: „Řízení dynamických sp3-C stereochemistry“ od Aishy N. Bismillah, Toby G. Johnsona, Burhana A. Husseina, Andrewa T. Turleyho, Promeeta K. Saha, Ho Chi Wonga, Juana A. Anguilara, Dmitryho S. Yufita a Paula R. McGonigala, 13 březen 2023, Přírodní chemie.
DOI: 10.1038/s41557-023-01156-7
Výzkum byl financován Radou pro výzkum inženýrství a fyzikálních věd (EPSRC) a Leverhulme Trust.
