Научно-образовательный портал

Имeннo прoтeкaниeм циклизaции Бeргмaнa oбуслoвлeнa прoтивooпуxoлeвaя aктивнoсть eндиинoв — блaгoдaря oбрaзoвaнию aктивныx бирaдикaлoв oни взaимoдeйствуют с мoлeкулaми ДНК и нарушают жизнедеятельность клетки.Владимир КоролёвN+1 Тройные связи в цикле крайне неустойчивы (они связи требуют линейной геометрии молекулы), поэтому соединение может существовать только при пониженных температурах.Одной из проблем, с которыми столкнулись авторы, было стремление молекул скользить вдоль поверхности подложки. В результате получался бирадикал — неустойчивая молекула, содержащая два активных неспаренных электрона. На следующей стадии физики импульсно подавали на молекулу следующий скачок напряжения, после чего «ощупывали» иглой получившуюся структуру. Для запуска реакции ученые использовали сканирующий туннельный микроскоп с атомарным разрешением. Работая с такой системой ученым удалось последовательно разомкнуть один из циклов антрацена, а затем вновь, по реакции Бергмана, вернуть его в исходное состояние. Все операции проводились при охлаждении до температур порядка 10 кельвин.Для размыкания цикла по механизму, обратному циклизации Бергмана, физики использовали трехступенчатый процесс. Инженеры из исследовательского центра IBM впервые реализовали обратимую циклизацию Бергмана — реакцию, в ходе которой внутри органических молекул формируется новый цикл за счет перегруппировки электронов в тройных связях. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.Авторы изучали реакции циклизации и размыкания цикла, происходящие на поверхности специальной подложки — грани монокристалла меди, покрытой слоем поваренной соли толщиной в два атома. Первые две стадии заключаются в удалении атомов брома — иглу подводили к молекуле дибромантрацена и подавали между ней и образцом электрическое напряжение в 1,6 вольта (первый атом брома) и, затем, 3,3 вольта (второй атом брома). К центральному из них прикреплены два атома брома. Как и для размыкания, этот процесс потребовал приложения разницы потенциалов к молекуле. Авторы отмечают, что промежуточное состояние бирадикала обладает выраженными магнитными свойствами. Ключевым инструментом в эксперименте был кантилевер (чрезвычайно острая игла), на кончике которого размещали молекулу угарного газа. На первой стадии процесса циклизации образуется бирадикал, который затем, реагируя с окружающими молекулами, восстанавливается в ароматическое соединение.