طراحی مولکول جدیدی با اکسیژن توسط شیمی‌دانان

شیمی دانان به یک شاهکار جدید در حوزه طراحی و سنتز شیمیایی دست یافته اند. آن ها به ایجاد اولین نمونه از یک مولکول مصنوعی با یک اتم اکسیژن نامتقارن بعنوان مرکز آن که پایدار و غیرفعال باقی می ماند، کمک کرده اند.

به گزارش ایسنا به نقل از ساینس دیلی، این نوع مولکول در طبیعت حساس و ناپایدار است. چیزی که این شاهکار را منحصر به فرد می کند این است که این مولکول جدید دست سان یا کایرال (Chiral) است. در شیمی، زمانی یک مولکول یا یک یون دست سان، نامیده می شود که فارغ از میزان چرخش و نوع جابجایی های انجام شده، نتواند بر تصویر آینه ای خود منطبق شود.

مولکول های کایرال، که میتوان آنها را ترکیباتی با نسخه های «چپ» و «راست» در نظر گرفت، مدت هاست شیمی دانان را مجذوب خود کرده اند، زیرا در عین اینکه شبیه یکدیگر هستند، میتوانند خواص بسیار متفاوتی داشته باشند. به عنوان مثال ، لیمونن یک مولکول کایرال با دو شکل آینه ای متفاوت است. یکی بوی پرتقال دارد و دیگری بوی لیمو می دهد. در محیط های بالینی، اشکال آینه ای مولکول های دارو میتواند اثرات متفاوت و حتی مضری داشته باشد.

رابرت پاتون (Robert Paton)، استاد دپارتمان شیمی، و میهای پوپسکو (Mihai Popescu)، محقق فوق دکترا در آزمایشگاه پاتون، روی این پروژه با همکاران دانشگاه آکسفورد کار کردند و مقاله آن ها به تازگی در مجله ی «نیچر» منتشر شده است.

پاتون و پوپسکو مطالعات نظری و محاسباتی را رهبری کردند که قوانین طراحی جدیدی را برای گرفتن یک اتم اکسیژن پایدار و کایرال ایجاد کردند. این تحقیقات به همکارانشان در آکسفورد اجازه داد تا سنتز و تجزیه و تحلیل این مولکول ها را دنبال کنند.

تا به حال مولکول های کایرالی که در مرکز آن ها کربن قرار دارد به طور گسترده ای مورد بررسی قرار گرفته اند، ولی در این مطالعه، محققان به جای کربن از اکسیژن استفاده کردند.

هیچ کس پیش از این به این مورد دست نیافته بود، زیرا اتم های اکسیژن در مولکول های کایرال طبیعی، که اکسونیوم (oxonium) نامیده میشوند، تمایل دارند بین اشکال آینه ای خود حرکت کنند. این باعث می شود آن ها نسبت به محیط اطراف خود بسیار واکنش پذیر باشند. این واکنش پذیری، سنتز و جداسازی مولکول های اکسونیوم کایرال را در آزمایشگاه بسیار دشوار می کند.

این تحقیقات ابزار جدیدی بسیار شبیه به نوع جدیدی از مصالح ساختمانی با خواص بالقوه ی منحصر به فرد به محققان طراحی مولکولی هدیه داد. اکسونیوم کایرال جدید میتواند آغازگر فصل جدیدی در شیمی با طراحی مولکول از کشف دارو گرفته تا مهندسی مواد باشد.

پاتون می گوید: باتوجه به اهمیت اساسی دست سانی در پزشکی و مواد، کشف خواص ترکیبات حاوی اتم اکسیژن کایرال در مطالعات آینده هیجان انگیز خواهد بود.