معمای ۱۲۰ ساله ایجاد پیوند کربن-کربن بالاخره حل شد

0
معمای ۱۲۰ ساله ایجاد پیوند کربن-کربن بالاخره حل شد

واکنشی که منجر به ایجاد پیوندهای کربن-کربن می‌شود، بیش از ۱۲۰ سال است که کشف شده؛ اما تاکنون دانشمندان به چگونگی انجام آن شناخت پیدا نکرده بودند.

120 سال پیش بود که “واکنش گرینیارد”(Grignard reaction) برای اولین بار اجازه شکل‌گیری مناسب پیوندهای کربن-کربن را داد. وقتی صحبت از معادلات مربوط به ساخت مولکول‌های جدید می‌شود، هیچ‌کدام از واکنش “گرینیارد” مهم‌تر یا پیچیده‌تر نیستند. این واکنش برای سنتز پیوندهای کربن-کربن استفاده می‌شود.

“واکنش گرینیارد” یک واکنش شیمیایی در شیمی آلی فلزی است که در آن آلکیل، آلیل، وینیل یا آریل یک منیزیم هالید (واکنش‌گر گرینیارد) به یک گروه کربونیل در آلدهید یا کتون اضافه می‌شود. این واکنش برای تشکیل پیوندهای کربن-کربن مهم است. واکنش یک هالید آلی با منیزیم، “واکنش گرینیارد” نیست، اما یک واکنش‌گر گرینیارد فراهم می‌کند.

واکنش‌ها و واکنش‌گر گرینیارد توسط شیمیدان فرانسوی “ویکتور گرینیارد” از دانشگاه نانسی فرانسه کشف و به نام وی نام‌گذاری شد. گرینیارد نخستین بار این واکنش را در سال ۱۹۰۰ “واکنش‌گر ناب” نام گذاشت و به خاطر این کار جایزه نوبل شیمی سال ۱۹۱۲ را از آن خود کرد.

با این وجود، یافتن مواد کم‌هزینه و حداقل منابع انرژی برای این واکنش بیش از ۱۰۰ سال است که مورد توجه قرار گرفته است و دلیل آن، این است که نحوه عملکرد دقیق واکنش گرینیارد ناشناخته بود. اکنون پس از ۱۲۰ سال همه چیز تغییر کرده است، زیرا دانشمندان موفق به دستیابی به درک چگونگی عملکرد واکنش گرینیارد شده‌اند و از آنجایی که در نهایت با آن آشنا شده‌ایم، ممکن است راه‌های بهبود آن را نیز کشف کنیم.

۱۲۰ سال پیش بود که واکنش گرینیارد برای اولین بار اجازه شکل‌گیری مناسب پیوندهای کربن-کربن را داد. واکنشی که از آن زمان مورد مطالعه قرار گرفته است، اما تاکنون هرگز کاملاً درک نشده بود. پنج سال پیش پروفسور “اودیل آیزنشتاین” و پروفسور “میشل کاسلا” تصمیم گرفتند با استفاده از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای، نگاه دقیق‌تری به این واکنش داشته باشند و این مشکل را برطرف کنند.

آنها در مدل‌سازی واکنش‌گر ناب و حلال، قادر به شناسایی گونه‌های شیمیایی متعدد در طول “تعادل شلنک”(Schlenk equilibrium) شدند. “تعادل شلنک” که به احترام کاشف آن “ویلهلم شلنک” نام‌گذاری شده است، یک تعادل شیمیایی است که در محلول‌های واکنش‌گر ناب‌های گرینیارد و پایه‌های “هازر”(Hauser) اتفاق می‌افتد.

“تعادل شیمیایی”(Chemical equilibrium) نیز به حالتی گفته می‌شود که در آن فعالیت شیمیایی و در نتیجه غلظت واکنش‌گرها و محصولات در واکنش شیمیایی با گذشت زمان تغییر نکند. معمولاً این تعادل در شرایطی حاصل می‌شود که سرعت واکنشِ رفت با برگشت برابر باشد.

 

 
 

 

“واکنش‌گر ناب” به ماده یا ترکیبی گفته می‌شود که آن را به یک سامانه اضافه می‌کنند تا یک ترکیب شیمیایی روی دهد یا آن را به یک سامانه اضافه می‌کنند تا ببینند آیا واکنش شیمیایی امکان‌پذیر است یا خیر. تفاوت واکنش‌گر با واکنش‌گر ناب در این است که واکنش‌گر، خود در جریان واکنش شیمیایی مصرف می‌شود، ولی واکنش‌گر ناب چنین نیست. حلال‌ها و آسان‌گرها با اینکه در متن واکنش درگیر هستند، اما هرگز از آنها به عنوان واکنش‌گر یاد نمی‌شود. در شیمی آلی، واکنش‌گرهای ناب به صورت ترکیب یا مخلوط هستند و معمولاً از مواد غیرآلی یا مولکول‌های کوچک آلی تشکیل شده‌اند.

همچنین به ماده‌ای که بخش عمده یک محلول را تشکیل می‌دهد، حلال می‌گویند. محققان دریافتند که کل فرآیند گرینیارد توسط مولکول‌های حلال که از اتم‌های منیزیم جدا می‌شوند یا با آنها جمع می‌شوند، تعیین می‌شود. با کشف اینکه واکنش‌گر ناب گرینیارد یک ترکیب کاملاً تعریف نشده نیست، بلکه یک رقصنده همیشه در حال تغییر است، اکنون می‌توان به این واکنش نگاه کرد.

“کاسلا” گفت: یکی از مزایای یک مطالعه محاسباتی این است که شما محدود به واقعیت فیزیکی نیستید، می‌توانید چندین فرضیه را به طور سیستماتیک آزمایش کنید و تعیین کنید که بهترین حالت کدام است. با استفاده از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای همراه با داده‌های شیمی کوانتومی سطح بالا، مجموعه‌ای از نکات کلیدی ایجاد شد. “کاسلا” توضیح داد: آنچه که همیشه به عنوان واکنش گرینیارد شناخته شده است، در واقع گروهی از واکنش‌هایی است که همزمان در همان نمونه اتفاق می‌افتند و این تازه شروع کار ما است.

“آیزنشتاین” گفت: ما تازه به پوسته رسیده‌ایم. از مدت‌ها قبل شناخته شده بود که با وجود افزودنی‌های زیادی مانند نمک، مشتقات سایر ترکیبات فلزی و غیره می‌توان واکنش‌های ارگانیک را افزایش داد، با این وجود افزودنی‌ها می‌توانند سریعتر و تمیزتر شوند، اما با این وجود هیچ کس واقعاً نمی‌دانست که این واکنش چگونه کار می‌کند. اکنون که درک کافی از واکنش گرینیارد داریم، می‌توانیم از آن استفاده کنیم. وقتی می‌دانیم چگونه یک کیک بپزیم، می‌توانیم آن را خوشمزه‌تر و زیباتر کنیم. به عبارت دیگر می‌توانیم نقش مواد افزودنی را درک کنیم و امیدوارم موارد جدیدی پیدا شود.

اشتراک گذاری:
  • مطالب مرتبط

    

    ارسال مطلب به ایمیل دوستاتون:


    24 بازدید

    0 نظر

    درج: 23 بهمن 1398

    توسط: mahini
    وضعیت: آفلاین
    گروه کاربری: تامین محتوا

    ارسال دیدگاه (0 مورد)

    نام:*
    ایمیل:*
    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent
    سوال: نام پایتخت ایران؟
    پاسخ:*
    در حال حاضر نظری در این مطلب ارسال نشده است.

    دسته بندی مطالب

    آخرین نظرات ارسالی

    سلام. شما كنكوريم واسه عمومي هاي ساير رشته ها هم داريد ؟ كي چاپ
    سلام روابط عمومی عزیز لطفا هر وقت تاریخ دقیقتری در مورد چاپ زیست
    سلام نسخه الکترونیکی کتاب رو هم فروش دارید ؟
    سلااام، خسته نباشید همگی ببخشید این باقی کتابای آزمون (مخصوصن
    سلام مهروماه تورو خدا این کتابو برای نوروز موجودش کنید ممنون
    محمد امین حسین نیا 1398/11/30 - 20:17
    کتاب بسیار خوبی است

    نظرسنجی

    آیا با حذف کنکور موافق هستید؟

    آمار سایت

    کل مطالب: 14397
    کل نظرات: 21160
    کل اعضا: 58726
    جدیدترین عضو: aliz1380
    با ما در ارتباط باشید ، منتظر نظرات شما هستیم.
    
    عضویت در خبرنامه ایمیلی :
    برای عضویت در خبرنامه پیامکی، عدد 1 را به 20008484 پیامک کنید.
    رضایت مندی مشتری
    جشنواره وب و موبایل ایران
    جشنواره وب و موبایل ایران
    جشنواره کتاب مجازی
    برند محبوب مصرف کنندگان
    Copyright © 2010 - 2018 Mehromah.ir