Ученые разработали инновационный подход, в котором используют комплекс из циклических макромолекул и фотосенсибилизаторов в условиях изоляции. С его помощью можно перевести устойчивую E-конформацию азобензолов в Z, свойства которой представляют наибольший интерес. Это позволит сделать прорыв во многих областях: в химической промышленности, машиностроении, фармацевтике и других. Исследование опубликовано в журнале Science.
Азобензолы — обширный класс химических соединений, которые содержат бензольные кольца (C6H6) и соединяющие их атомы азота (N). Они универсальны, обладают множеством применений, например в производстве машин и лекарств, и служат ключевыми элементами во многих научных достижениях. Многие органические вещества имеют разные пространственные структуры (конформации). В зависимости от положения групп в структуре относительно друг друга свойства могут кардинально меняться. У азобензолов всего две формы: Z и E. Конформация E стабильна. Интерес в плане свойств представляет именно форма Z, но она неустойчива и может перейти в E. В обычном состоянии они находятся в равновесии в смеси. Это мешает получить вещество с необходимыми свойствами. Особенность азобензолов заключается в том, что их конформации можно контролировать. Раньше ученые это делали при помощи ультрафиолетового света, а недавнее исследование показало, что можно использовать также более безопасный и практичный видимый свет.
Команда исследователей разработала инновационный подход, который основан на нарушении равновесия системы в условиях изоляции при помощи специальных комплексов. Они состоят из циклических макромолекул и фотосенсибилизаторов. Вторые поглощают свет и передают его энергию соседней молекуле, а первые — связывают азобензолы. Конформация Z плохо связывается с комплексом, поэтому выводится из системы, а E остается и под действием света изменяет свою форму. Ученые назвали новую концепцию сокращенно DESC.
Открытие предоставило возможность получить любую необходимую конформацию азобензола, которая при этом еще и останется устойчивой. «Благодаря нашим вычислительным исследованиям и квантово-химическим расчетам мы осветили путь к инновационному подходу, который не только продвигает фундаментальную область азобензола, но и прокладывает путь для практических применений. Эти приложения используют мощность видимого света, включая красную длину волны света», — говорят авторы. Это также сделает азобензолы более доступными.
Автор: Дарья Моисеенкова.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
