Бакибол

Неудивительно, что первоначальное отношение к открытию бакибола с помощью масс-спектрометрии было достаточно осторожным — слишком много возражений можно бьыо высказать против весомости доказательств в пользу предполагаемой структуры (весь опыт химической науки у чит скептическому отношению к сушестпованию нового соединения до тех пор, пока оно не выделено и не охарактеризовано как индивидуальное вещество). Тем не менее, ее и эстетическая, и научная привлекательность побудила многие лаборатории устремиться к амбициозной цели получить эту новую аллотропную форму углерода в виде реально существующего вещества (а не только пика в масс-спектре). [c.397]

Проведенные расчеты показывают, что этот новый материал является полупроводником с запрещенной зоной с прямыми оптическими переходами, подобный арсениду галлия. В кристаллической структуре все его атомы занимают определенные положения. Однако в отличие от арсенида галлия атомы бакиболов колеблются хаотично. Это беспорядочное поведение в определенной степени делает их похожими на аморфный кремний - компонент недорогих солнечных батарей. Специфический беспорядок в упорядоченной структуре С50 еще предстоит исследовать, но ожидается, что на нем может быть основан соверщенно новый тип полупроводников. [c.152]

Внезапное появление бакибола на химической сцене произведет, по-видимому, такой же драматический эффект на дальнейшее развитие органической химии, какой вызвало открьггае бензола Майклом Фарадеем (1825). Но между этими открытиями есть существенная разница после открытия бензола прошло девять лет до установления его молекулярной формулы (Митчер-лих,1834), еще 31 год пришлось ждать понимания его структуры (Кекуле, 1865) и несколько десятилетий — развития химии в этой области. В случае бакибола и родственных ему кластеров арсенат современной науки позволил пройти аналогичную дистанцию всего за несколько лет. [c.401]

Бакибол 59 проявляет высокую реакционную способность по отношению к множеству разнообразных реагентов, однако во многих случаях анализ путей реакций сильно осложняется полифункциональностью субстрата и потому образованием смесей первичных продуктов и/или существованием вторичных реакций. Так, было показано, что 59 является активньм 2п-ком-понентом реакции Дильса-Альдера с обычными диенами типа циклопентадиена, фурана или антрацена, но нестабильность аддуктов препятствует строгому установлению их структуры. Последнее в конце концов удалось выполнить для продукта реакции с диеном 71 (схема 4,22), поскольку в этом случае первичный аддукт Дильса-Альдера легко претерпевает отщепление СО, приводящее к стабилизированному ароматическому производному 72 [15gj. Взаимодействие 59 с достаточно изощренным диеном 73 также дает стабильный аддукт (74) [15h). Эффективное образование продуктов 72 и 74 открывает пути к получению разнообразных других функционализированных производных, содержащих фуллереновый фрагмент. [c.403]

В то время как в рассмотренных вьшге реакциях фуътереновый скелет остается неизменным, при взаимодействии с реагентами типа карбенов и нитронов его можно модифицировать. Так, реакция 59 с нитреном, генерированным in situ, протекает как внедрение нитрена в одинарную связь С—С сочлененных пяти- и шестичленных циклов и дает аддукт 75, в котором исходный скелет бакибола уже изменен[151]. [c.403]

Особенности структуры и свойств бакибола открывают некоторые уникальные возможности использования спектроскопии ЯМР для структурного исследования его замещенных производных. Рутинное применение спектроскопии 2 -ЯMP для этих целей часто оказьшается затруднительным из-за появления множества сигналов малой интенсивности. Недавно было предложено красивое и остроумное решение задачи, основанное на способности фуллеренов давать (в момент их образования в газовой фазе) эндоэдральные комплексы с благородными газами [15j]. Гелиевые комплексы дают в спектре Ше-ЯМР узкий синглет со значительным химическим сдвигом относительно растворенного свободного Не (—6,3 м.д. для См, -28 м.д. для С70) благодаря влиянию фуллереновой оболочки. Положение этих сигналов весь- [c.403]

Продолжают открывать новые, причем, как правило, неожиданные свойства фуллеренов. Большой интерес вызывает сообщение химиков из Манчестера. Они помешали бакиболы Сбо в поры цеолита, имеющего параллельные цилиндрические каналы, а затем освещали их синим светом аргонового лазера. Экспериментаторы ожидали, что на выходе будет слабое инфракрасное излучение - чистые кристаллы бакиболов интенсивно переизлучают именно в этом диапазоне. Но оказалось, что в цеолитах углеродные шары переизлучают в видимой части спекфа - свечение видно невооруженным глазом. А так как тепло не вьщеляется, то на эту часть спектра приходится основная часть излучения. Почему это происходит пока не ясно. Предполагают, что элекфоны, заключенные в область размером 1,25 нм [c.155]

Исследования структуры активного центра ВИЧП показали, что он имеет форму открытого с одного конца цилиндра, внутренняя поверхность которого выстлана почти исктючительно остатками гидрофобных аминокислот. Внутренний диаметр пустой полости этого цилиндра оказался приблизительно равным диаметру молекулы бакибола. Выполненное группой Кеньона [39g] тщательное ко тьютерное моделирование показало, что Сбо превос- [c.514]

Эти результаты подтвердили справедливость исходной концепции связывания и вдохновили авторов работы на поиски возможностей улучшить ингибирующий эффект. Более подробный анализ модели позволь предположить, что связывание бакибола с ВИЧП можно значительно усилить, если вандерваальсовы взаимодействия дополнить солевыми (ионными) мостиками с двумя остатками аспарагина, присутствующими в каталитическом центре фермента. Таким образом, молекулу фуллеренового ингибитора следовало оснастить должным образом расположенными основными функциями, способными взаимодействовать с карбоксильными группами. Молекулярное моделирование, выполненное для 1,4-диамина 290, показало, что в комплексе этого соединения с ВИЧП аминогруппы расположены в тесной близости к аспартатным карбоксильным группам и, следовательно, способны образовывать желанные солевые мостики. Таким образом, в целом связывание должно значительно усилиться, т. е, 290 должен стать лучшим ингибитором ВИЧП, чем первоначально испытанное соединение, [c.516]

Было бы, конечно, преждевременно даже рассуждать о возможности развития антивирусной терапии на основе производных фуллере на, хотя бы потому, что существующие методы получения самих фуллеренов, даже наиболее доступного из них — бакибола, и их дороговизна не позволяют оперировать килограммами и тоннами этих соединений (т. е. о масштабах, нужных для практической медицины, речь пока не идет). Тем не менее, примененный в этом исследовании подход представляется чрезвычайно многообещающим, поскольку основывается на четко сформу тированных и проверяемых предположениях. [c.516]

Хотя следует оговориться, потому что природа уже создавала подобные структуры, неизвестные человеку до определенного времени. В 1991 г. следы фуллеренов Сбо и Сто были обнаружены российским геохимиком С.Цьшурским в пленках, заполняющих трещины в углеродном минерале докембрия - шунгите (от названия города Шунга, что вблизи финской фаницы, в Карелии). До этого все попытки найти эти кластеры в природе не приводили к успеху. Ученые из Аризонского университета нащли" бакиболы Сбо и Сто в фульгурите (остеклованном кварцевом песке в виде трубок или сосулек), образующемся при ударе молнии в почву. Находка сделана в щтате Колорадо. Это уже второй случай обнаружения фуллеренов в природе. Фуллереноподобные сфуктуры встречаются и в живой природе - это оболочки вирусов, которые собираются из многочисленных белковых субъединиц. [c.111]

Исходя из фундаментального постулата органической химии - подобное растворяет себе подобное-к образцу, сцектр поглощения которого имел два горба , был добавлен бензол. При этом раствор окрасился в красный цвет. Когда раствор выпарили, на дне сосуда остались мельчайшие кристаллы, которые легко растворялись вновь. Эти кристаллы можно было сублимировать в вакууме при 400 С и осадить на холодном стекле микроскопа, чтобы получить равные по толщине пленки твердого вещества, которое В.Кретчмер и Д.Хаффман назвали фуллеритом. Тончайшие из этих пленок имели желтый цвет. При этом образец углеродной пыли, в спектре поглощения которого наблюдались два максимума, содержал смесь фуллеренов, примерно на 75% состоящую из Сбо, 23% - С70 и 2% прочих фуллернов с более крупными молекулами. После хроматографии на окиси алюминия из раствора были выделены желто-коричневый бакибол Сбо и красно-коричневый Q. [c.113]

Исследователи Калифорнийского университета показали что фуллерены могут получаться в результате распада еще более крупных кластеров. Причем в качестве предшественников выступают циклические структуры. Например, бакибол js возникает из циклических молекул (ионов) С40 (рис.71). Авторы считают, что и классические фуллерены С о и Суо способны образовываться по такому же механизму сначала синтезируются линейные и полициклические углеродные цепи, которые затем при отжиге переходят в энергетически более выгодные шарообразные формы. [c.125]

Длины связей в бакиболе не оставляют сомнений в том, что он должен быть похож в своем реакционном поведении на ароматические и непредельные молекулы. Молекула Сбо обладает высокой поляризуемостью и диамагнитной восприимчивостью аналогично известным ароматическим молекулам. [c.137]

Ароматические и непредельные соединения весьма охотно отдают п-электроны. Бакибол теряет их с большим трудом. Даже такой мощный окислитель, как пятифтористая сурьма SbFj, способен оторвать от Сбо только один электрон и превратить его в катион-радикал, хотя полициклические ароматические углеводороды под действием SbFj легко теряют два электрона и образуют дикатионы. Напротив, сам бакибол - весьма сшьный окислитель. Его сродство к электрону на 1 эВ выше, чем у ароматических полициклов. [c.138]

Электрохимические исследования показали, что первые три электрона присоединяются к бакиболу легко и обратимо. Еще более мощные восстановители - щелочные металлы - могут отдавать ему до 6 электронов и образовывать гексаанион При действии металлического лития и спирта в жидком аммиаке к бакиболу присоединяется 36 атомов водорода, но мягкий окислитель их легко отрывает, снова превращая СбоНз в исходный бакибол. Та же реакция в тетрагидрофуране приводит к тому, что образуется смесь диамагнитных полианионов. А если обработать ее йодистым метилом, то к поверхности углеродной сферы присоединяются 24 метильные группы. Удается пришить к Сбо и несколько аминогрупп. При этом получают производные, растворимые в воде. [c.138]

Химикам все же удалось обнаружить реакцию, в которой бакибол ведет себя аналогично другим ненасыщенным органическим соединениям. Оказалось, что он, подобно олефинам, способен образовывать я-комплексы с переходными металлами и даже вытеснять этилен из нольвалентного комплекса [c.138]

Учеными Гарвардского университета установлено , что наивысшая критическая температура для СбоКЬзСз составляет 33 К. Рекордно высокая температура перехода в такое состояние зафиксирована для СбоТ1КЬ - около 43 К. Японские ученые установили, что эти пленки обладают к тому же очень высокими значениями критических токов - до 10 А/см что выше, чем для керамических сверхпроводников. Появились сообщения о пленках, допированных галогенами, с температурой перехода около 57 К. Исследователи из университета в Буффало показали" , что добавка в бакиболы монохлорида йода еще более поднимает эту величину - она лежит уже в интервале от 60 до 70 К. Если в соединениях фуллеренов с щелочными металлами носителями тока служат электроны, то в соединениях с галогенами - положительно заряженные дырки. К сожалению, эти результаты пока плохо воспроизводимы в силу того, что характеристики сильно меняются от образца к образцу. [c.153]

Исследователи из Калифорнийского университета наблюдали фотоиндуцированный перенос элекфонов от проводящего полимера к бакиболу Сбо - этот кластер способен быть акцептором шести элекфонов. А исследователи из Рокфеллеровского университета экспериментально показали ", что встроенные в биомембраны бакиболы С70 могут транспортировать электроны через липидный бислой. При освещении связанных с мембраной донорных молекул элекфоны переходят на углеродные кластеры. Пока не выяснено, идет ли затем диффузия бакиболов внутри мембраны или электроны последовательно перескакивают с одного кластера на другой. Эти свойства бакиболов (а возможно и углеродных нанометрических трубок) можно использовать в оптико-молекулярной электронике -светочувствительных диодах, солнечных батареях и т.п. [c.155]

Американские и итальянские ученые обнаружили" ", что электроны движутся не по всему бакиболу Сбо, как предполагалось ранее, а только по углеродным пятиугольникам (их в бакнболе 12 - каждый из них окружен пятью шестиугольниками). Исследователи жестко пришили к углеродному шару органическую молекулу, водородные атомы которой расположились над определенными участками бакибола. Используя технику ЯМР, удалось показать, что сдвиг спекфальных линий наблюдается только у тех атомов водорода, которые находятся вблизи пятиугольников - на них действует магнитное поле от движущихся там электронов. [c.155]

Фуллерены нашли" " неожиданное применение в физике высоких энергий. Группа французских и шведских ученых на линейном ускорителе разгоняла положительные ионы кластеров Сбо (удается получить одно-, двух- и трехвалентные ионы) до энергии 50 МэВ и использовала их в качестве снарядов, ударяющих по различным мишеням. Бакиболы в отличие от малых по диаметру ионов, не проникают глубоко в образец. Появилась возможность изучать процессы, происходящие при столкновении фуллеренов с твердыми поверхностями, на которые нанесены различные органические пленки. Кроме того, планируют бомбардировать ими мишень, содержащую дейтерий й тритий, в надежде вызвать реакцию ядерного синтеза. [c.157]

Американские исследователи обнаружили , что растворимое в воде производное фуллерена С о инактивирует вирус СПИДа. Химики начали изучать биологическое действие немодифицированных бакиболов. Разработали метод получения устойчивых водных суспензий Сбо ведь эти структуры растворимы только в органических растворителях. Кроме того, они научились метить углеродные шары радиоактивным изотопом без присоединения специальных химических групп для того, чтобы проследить направление их движения в организме. [c.159]

Такую суспензию сначала ввели в клетки кожи человека (в культуре) и выяснили, бакиболы не оказывают на них токсического действия (правда еще не исключена возможность, что бакиболы абсорбируются на внешней стороне клеточных мембран). Затем впрыснули ее в тело крысы. Оказалось, что значительная часть радиоактивных фуллеренов выделилась с мочой. Значит, суспензия становится растворимой, или, по крайней мере, достаточно растворимой, чтобы пройти через систему фильтрации почек живого организма. [c.159]

Перспективна возможность образования эндоэдральных комплексов фуллеренов. Радиус внутренней сферы бакибола превьннает 0,5 нм, а этого достаточно, чтобы внутри разместились любые атомы и даже малые молекулы. Если графит, испаряемый в лазерном луче, предварительно пропитан солью [c.159]

Радиус полости шара - 0,284 нм (у бакибола Сбо - 0,351 нм). Короткие углеводородные цепи, соединяющие циклы, достаточно подвижны, чтобы пропустить в эту полость небольшой ион металла. В отличие от фуллеренов сферифан хирален и мог бы вполне служить рецептором только правых или только левых оптических изомеров какой-то молекулы, но размер полости оказался слишком мал для этого. Однако данная работа указывает путь, по которому можно будет создавать и более крупные фуллереноподобные структуры - ловушки для различных ионов и молекул. [c.166]

Оказалось, что в этом ряду можно поставить во взаимно-однозначное соответствие ряд углеродных кластеров С о, С28, С ), Сто, Ст так, что число фаней (О) в Сфуктуре нз бора равно числу вершин (V) в фуллерене, а число фаней в фуллерене равно числу вершин в бораие. Из формулы Эйлера следует, что количество ребер (К) у каждой пары полиэдров одинаково. Ученые считают, что бороводородные аналоги бакиболов тоже будут обладать полезными свойствами и следует попытаться их синтезировать, испаряя лазером соединения бора с металлами в присутствии водорода. [c.167]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология