Coś więcej niż tylko teoretyczny przełom
Nowo odkryty proces nazwano reakcją metatezy trisiarczków. W jej trakcie cząsteczki zawierające trzy połączone atomy siarki spontanicznie wymieniają fragmenty swoich struktur chemicznych, tworząc nowe kombinacje związków. Co szczególnie zaskakujące, reakcja zachodzi bez użycia dodatkowych reagentów, światła czy wysokiej temperatury. Zamiast tego wystarczy obecność odpowiedniego rozpuszczalnika.
W wielu przypadkach cały proces zachodzi niezwykle szybko. Badacze zauważyli, że równowaga reakcji może zostać osiągnięta w ciągu kilku sekund w temperaturze pokojowej. Tak wysoka szybkość i jednocześnie duża selektywność sprawiają, iż reakcja wyróżnia się na tle innych znanych procesów chemicznych związanych z wiązaniami siarki.
Wspomniane wiązania siarka-siarka są powszechne w świecie chemii i biologii. Występują między innymi w białkach, peptydach oraz wielu cząsteczkach o znaczeniu farmaceutycznym. Pojawiają się także w materiałach syntetycznych, takich jak guma wulkanizowana czy różne typy polimerów. Dotychczas ich kontrolowane rozrywanie oraz ponowne tworzenie było trudne i wymagało zastosowania energii lub agresywnych reagentów chemicznych.
Zastosowania obejmują przemysł farmaceutyczny, medycynę czy chemię materiałową
Odkryta reakcja otwiera zupełnie nowe możliwości manipulowania tym typem wiązań. Dzięki niej chemicy mogą znacznie łatwiej modyfikować skomplikowane cząsteczki biologiczne i farmaceutyczne. W badaniach pokazano między innymi, iż proces można wykorzystać do selektywnej modyfikacji cząsteczki kalicheamycyny, czyli silnego związku przeciwnowotworowego. Tego typu kontrolowane zmiany struktury mogą w przyszłości pomóc w opracowywaniu bardziej precyzyjnych terapii.
Nowa reakcja okazała się również bardzo przydatna w chemii materiałowej. Zespół badawczy wykorzystał ją do stworzenia polimerów przypominających polietylen, które można nie tylko produkować i formować jak zwykłe tworzywa sztuczne, lecz również rozkładać z powrotem do pierwotnych składników chemicznych. Takie podejście umożliwia tzw. zamknięty obieg recyklingu chemicznego, w którym plastik może być wielokrotnie przetwarzany bez utraty jakości materiału.
Czytaj też: Naukowcy patrzyli na widmo Ramana przez dekady. Nikt nie pomyślał, żeby sprawdzić niskie częstotliwości
Współczesna chemia opiera się głównie na rozwijaniu i modyfikowaniu znanych już mechanizmów reakcji, dlatego znalezienie zupełnie nowego procesu. A w tym przypadku mówimy o czymś jeszcze, bo mającym liczne potencjalne zastosowania, dlatego bez wątpienia możemy mówić o chemicznym przełomie. Tym bardziej, że sami zainteresowaniu również raczej o początku możliwości tej reakcji, a nie jej pełnym potencjale.
Źródło: Nature Chemistry
