Page 55 - No5

AKI TUDÓS AKAR LENNI…

ról vizsgálta két kíváncsi kémikus. Jól magmágneses rezonancia (NMR) spekt- különböző hatásokra reverzibilisen képe-
ismert, hogy a H O molekulák rendkívül rumot. sek oda- majd visszaalakulni.
2
erős hidrogénkötést képző hajlama a víz- Az óriás– vagy szupramolekulák kémiá- A ma használatos „fehér” fogtömő anya-
nek különleges tulajdonságokat kölcsö- ja két vagy több molekulaegységből létre- gok monomerjeit közvetlenül a fogba
nöz. Ezeknek a makroszkopikusan is ész- jövő, molekulák közötti erőkkel összetar- tömés előtt keverik össze, majd a fogban
lelhető jellemzőknek a magyarázata tott molekulatársulásokkal foglalkozik. A fény hatására alakítják ki a térhálót. Ez a
abban rejlik, hogy a H O molekulák közt fiatal tudományterületen dolgozó diákok reakció térfogatcsökkenéssel jár. A térfo-
2
a kölcsönhatás irányított és olyan erős, két olyan óriásmolekulát állítottak elő, gatcsökkenés következtében a tömés nem
hogy még folyadék halmazállapotban is melyekbe koordinatív kötésekkel aranyat tölti ki a teljes lyukat, ami a fog további
nagyfokú rendezettség tapasztalható. építettek be. Az első szintézisünk során az romlásához vezethet. Ez a probléma a
Nem csoda tehát, hogy a folyadékállapo- [Au (xantphos) ](NO ) szupramolekulát kiindulópontja annak a kutatásnak, amibe
2
2
3 2
tú víz szerkezetének felderítése nagy állították elő a xantphos nevű egy kutató diák is bekapcsolódhatott.
erőkkel folyik. A diákoknak lehetőségük ligandummal [9,9-dimetil-4,5- Feltételezhető, hogy ha először létrehoz-
nyílt arra, hogy e kutatásokba kapcso- bisz(difenilfoszfino)xantén], egy másik, nak egy elágazó szerkezetű polimert, és
lódva megismerkedjenek egy nagymű- hasonló szintézissel pedig a nixantphos abból alakítják ki a térhálót, a folyamatot
szeres kísérleti módszerrel, a Röntgen- molekulát [4,6-bisz(difenilfoszfino) már kisebb térfogatcsökkenés fogja kísér-
diffrakciós szerkezetmeghatározással és fenoxazin] felhasználva az ni. Ahhoz, hogy megállapítsák, hogy egy
egy elméleti eljárással, a molekuladina- [Au (nixantphos) ](NO ) óriásmolekulát ilyen módszer működhet-e, két polimeri-
3 2
2
2
mikai szimulációval. Mind kísérleti úton, hozták létre. Már a nevükből is látszik, zációs reakciót hajtottak végre. Egy mono-
mind számítógépes szimulációval meg- hogy bonyolult képződményekről van szó, funkciós monomerből, a metil-
határozták a vízben a molekulák párkor- az előállításukhoz vezető reakciók leját- metakrilátból, lineáris láncú polimert, egy
relációs függvényét, és abból megállapí- szódásáról olvadáspontmérésekkel és inf- bifunkciós monomerből, az 1,4-butándiol-
tották, hogy egy kiválasztott vízmoleku- ravörös spektrumok felvételével kellett dimetakrilátból, pedig elágazó szerkezetű
lához hány másik vízmolekula kapcsoló- megbizonyosodni. Az óriásmolekulák fel- polimert állítottak elő. A polimerizációs
dik viszonylag közvetlenül. építéséről, térbeli szerkezetéről az egykris- folyamatok előrehaladását gélpermeációs
Az egyik szerveskémiai laboratóriu- tály röntgendiffrakciós módszer segítségé- kromatográfiával és NMR spektrumok fel-
munkban átkristályosítottak két vel szereztek információt. vételével követték. Az eredmények azt
tiokarbamid származékot, az N-[(2- A kutatótábor egyik résztvevője többféle mutatták, hogy már rövid idő eltelte után
nitrofenil)tiokarbamoil]benzamidot és összetételű etilén-glikol-dimetakriláttal magas konverziót értek el, és az elágazó
annak 4-metil származékát toluolból keresztkötött poli(N,N-dietil-akril-amid) szerkezetű polimerben maradtak szabad
valamint acetonitrilből. A munka során hidrogéleket állított elő. A hidrogélek erős kettőskötések, ami lehetővé teszi a térhá-
nemcsak a kristályok alakjának és színei- hidrofil tulajdonságú, duzzadásra képes lósítást.
nek sokféleségében gyönyörködhettek, térhálók. Ha a térhálókban hidrofób és Azt a 35 diákot, akik 2010. évi kutatótá-
hanem megismerhettek sok, a hidrofil részek vannak váltva kovalensen borunkban részt vettek, már nem kellett
szerveskémia gyakorlatában használatos egymáshoz kötve, amfifil kotérhálókról „megfertőznünk” a kémia szeretetével,
eljárást és analitikai módszert is: hogyan beszélünk. Három különböző összetételű hiszen ők éppen a kémia iránti vonzalmuk
történik a megfelelő oldószer kiválasztá- poliizobutilénnel keresztkötött poli(N,N- miatt jelentkeztek hozzánk. Szándékunk
sa, a kristályok izolálása, olvadáspont dietil-akril-amid) amfifil kotérhálónak fel- az volt, hogy megmutassuk nekik, hogyan
meghatározása, pasztilla készítése, majd vette a vizes duzzadási görbéjét, majd az lehet a kémiában módszeresen, igényesen
infravörös spektroszkópiai vizsgálat. egyensúlyi duzzadási fokot elérve vízfür- újabb ismeretanyagot gyűjteni, azt rend-
Kémiai reakciókat is végrehajtottak dőn fokozatosan emelte a minták hőmér- szerezni, értelmezni, alkalmazni, amit
velük, melyeknek lejátszódását vékonyré- sékletét. A mérés kezdetekor, 29°C-on, majdan kutatóként ők is megtehetnek.
teg kromatográfiával követték. A keletke- még teljesen átlátszó minták 55°C-on a Reméljük, hogy olyan tapasztalatokra tet-
zett terméket szűrték, szárították, majd teljesen opálosokká váltak. Ennek oka, tek szert a kutatótáborban, ami arra ösz-
megvizsgálták, hogy a szerkezetváltozás hogy ezeknek a polimereknek az a tulaj- tönzi őket, hogy tovább foglalkozzanak a
hogyan látható az infravörös spektrum- donsága, hogy melegítés hatására az úgy- kémia mind mélyebb megismerésével, és
ban. Kíváncsi kémikusainknak azonban nevezett kritikus szételegyedési hőmér- bízunk benne, hogy néhány év múlva
mindez nem volt elég, új anyagot keres- séklet felett oldhatatlanná válnak, szétele- minél többüket már a kutatók táborában
tek maguknak: a ß–naftolt, amit FeCl - gyednek az oldószertől, aminek következ- láthatjuk viszont.
3
dal reagáltattak, és 1,1’-binaftolt állítottak tében lecsökken a fényáteresztő képessé- (Következő számunkban folytatjuk!)
elő. Ezután összehasonlították a kiindu- gük. Amitől igazán különlegesek ezek az
lási anyagról és a termékről készült anyagok, az az intelligens voltuk, vagyis a Lendvayné Győrik Gabriella
KÉMIAI PANORÁMA 5. SZÁM, 2011. ÉVFOLYAM 1. SZÁM 55