Yeni sentezlenen 21 elektronlu metalosen bileşiğinin nitrojen (mavi), kobalt (kırmızı), hidrojen (yeşil) ve karbon (gri) atomlarını gösteren kristal yapısı. Katkıda bulunan kişi: Takebayashi ve diğerleri, 2023
Buluş tıpta, katalizde ve enerjide yeni yönler açma potansiyeline sahiptir.
Organometalik bileşikler, moleküllerden yapılan moleküller Metal atomlarından ve organik moleküllerden oluşan bu elementler genellikle kimyasal reaksiyonları hızlandırmak için kullanılır ve kimya alanının ilerlemesinde önemli bir rol oynamıştır.
Metalosenler
Bir tür organometalik bileşik olan metalosenler, çok yönlülüğü ve özel “sandviç” yapısıyla tanınır. Keşifleri, organometalik kimya alanına önemli bir katkı oldu ve sandviç yapılarını keşfedip açıklayan bilim adamlarına 1973 yılında Nobel Kimya Ödülü’nün verilmesine yol açtı.
Metalosenlerin çok yönlülüğü, onların çok yönlülüğüne bağlıdır. çeşitli bileşikler oluşturmak için birçok farklı elementi “sandviçleme” yeteneği. Polimerlerin, kandaki glikoz miktarını ölçmek için kullanılan glikometrelerin, perovskit güneş pillerinin ve tüketilmeden kimyasal reaksiyon hızını artıran bir madde olan katalizörün üretimi de dahil olmak üzere çeşitli uygulamalarda kullanılabilirler. reaksiyonun kendisi tarafından değiştirildi.
Metalosen kimyasal bileşik örnekleri, bunların elektron sayıları ve uygulamaları. Katkıda bulunanlar: Takebayashi ve diğerleri, 2023
OIST’teki Son Gelişmeler
Dr. Okinawa Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nün (OIST) Bilim ve Teknoloji Grubu’nda araştırmacı olan Satoshi Takebayashi, OIST’in Mühendislik Bölümü’nden bir bilim adamı olan Dr. Hyung-Been Kang ve Almanya, Rusya ve Japonya’dan bilim adamları ile birlikte, OIST’te başarılı bir şekilde yeni bir metalosen bileşiği geliştirdi.
Metalosenlerin kimyasal yapısı çeşitli elektron sayımlarını barındırabilir ve 20’ye kadar elektrona sahip komplekslerin oluşumuna olanak tanır. Ancak 18 elektronlu yapı, en kararlı versiyon olduğu için en çok tercih edilen yapıdır.
“18’den fazla elektrona sahip olmanın nadir olduğu bilinmektedir çünkü 18’den saparsanız metalosenlerin kimyasal bağları kopmaya başlar. Yapıyı uzatır, kırar ve değiştirir. Ancak 19 elektronlu bir metalosene iki elektron daha ekledik ve 21 elektronlu bir metalosen oluşturduk. Çoğu insanın bunun mümkün olduğunu düşünmediğini düşünüyorum, ancak 21 elektronlu metalosenimiz çözelti ve katı hallerde kararlıdır ve uzun süre saklanabilir,” diye açıkladı Dr. Takebayashi.
Bu yeni metalosenle sayesinde, tıp, kataliz ve enerji sektöründeki uygulamalarda kullanılabilecek, önemli küresel sorunların çözülmesine ve yaşam kalitemizin iyileştirilmesine yardımcı olabilecek yeni malzemeler yaratma potansiyeline sahip olabiliriz.
Araştırmada Zorluklar ve İşbirliği
Metalosenlerin sandviç yapısı kolayca değiştirilebildiğinden, bilim adamları için araştırmanın en zorlu kısmı nitrojenin sandviç yapısını değiştirmeden kobalta başarıyla bağlandığını göstermesiydi. Metalosenin tüm komşu karbon atomlarına düzgün bir şekilde bağlandığını ve nitrojen atomunun kobalt atomuna bağlandığını titizlikle kanıtlamaları gerekiyordu. Bunu yapmak için Dr. Takebayashi, farklı uzmanlıklara sahip güçlü bir araştırmacı ekibi kurdu ve tüm unsurların birbiriyle iyi bir şekilde birleştiğini açıkça gösterdi.
“Bu atılım, önemli çalışmalar yapan işbirlikçilerimin katılımı olmasaydı mümkün olamazdı. iş,” diye ekledi Dr. Takebayashi. Dr. Satoshi Takebayashi, Jama Ariai, Dr. Urs Gellrich, Sergey Kartashov, Dr. Robert Fayzullin, Dr. Hyung-Been Kang, Dr. Takeshi Yamane, Dr. Kenji Sugisaki ve Prof. Kazunobu Sato, Nature Communications dergisi keşiflerinin ayrıntılarını anlatıyor.
İleriye Bakış
Dr. Takebayashi’nin gelecekteki araştırması, 21 elektronlu metalosenin kataliz ve malzeme bilimi gibi daha uygulanabilir bilimler için kullanılmasının yanı sıra bu bulguya dayalı benzeri görülmemiş organometalik kimyanın keşfine odaklanacak.
Referans: “Sentez ve resmi bir 21 elektronlu kobaltosen türevinin karakterizasyonu” 5 Eylül 2023, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-023-40557-7