Molecule of the Month!

Mình định mở thread này cho tất cả các box khác không chỉ riêng vô cơ, nhưng không biết post ở đâu, nên post ở đây vậy Thread này sẽ giới thiệu các phân tử có nhiều ứng dụng hiện nay trog cuộc sống và được đăng tải mỗi tháng một chất trên trang http://www.chm.bris.ac.uk/motm/motm.htm Mình xin mở đầu bằng MCM-41 (vì trong phần biblio của mình có gặp nhiều chất này nên sẵn post lên cho mọi người luôn)

MCM-41 (Mobile Crystalline Material) là dạng silicate được điều chế bằng việc sử dụng các template và hiện nay MCM 41 rất được quan tâm vì cấu trúc rất xốp của nó, bề mặt riêng lớn, hơn nữa cấu trúc của nó khá giống với microreactor và vì vậy làm tăng mạnh bề mặt contact. Điểm đáng quan tâm nữa là MCM-41 rất bền nhiệt. Ứng dụng chủ yếu trong xúc tác dị thể với pha khí… (template: thường là các polymer hoặc surfatant để có thể modify việc tạo thành các cấu trúc mesoporeux)

By changing the length of the template molecule, the width of the channels can be controlled to be within 2 to 10 nm. The walls of the channels are amorphous SiO2. This feature, together with its exceptional porosity (up to 80%), makes MCM-41 is the least mechanically stable compared to, e.g., other porous silicas, silica gels or zeolites.

Red = oxygen, Blue = silicon,Light Blue = hydrogen, Brown = carbon Methane and ethane inside one of the hexagonal pores of molecular sieve MCM-41 (of about 3 nm pore diameter).

Lạ nhỉ, MCM đâu phải là molecule? Hay là khái niệm molecule đã được mở rộng?

hehe, tại thấy trên trang molecule ò the month có cái này thôi. không gọi molecule thì gọi là gì nhỉ…

Gọi substance hay material là được rồi, cái này không phải molecule đâu.

nguyencyberchem có thể cho mình biết 1 tí về hoạt tính bề mặt của thằng này k? Theo mình dc biết thì bọn nhà Silicate vốn có bề mặt riêng lớn nhưng hoạt tính (bề mặt) lại kém lắm…

hổng phải đâu, cũng là molecule thôi, nó thuộc về molecular sieve family.

To Pluie, cái này cũng dùng như support thôi, tui không hiểu ý bạn lắm. Thêm một chút về MCM-41 nè, thông cảm vì không có thời gian dịch ra nhé,

The recently discovered mesoporous molecular sieve MCM-41 [1] has attracted considerable interest from researchers in the fields of materials science, catalysis, adsorption and other relevant areas.

This new member of the molecular sieve family shows a regular hexagonal array of uniform pores with pore opening dimensions between 1.5 and 10 nm. As a consequence of their high thermal stability, high BET surface areas and large pore volumes, these materials could be considered to be excellent supports for metals in catalytic systems.

In addition, some papers dealing with the possibility of modifying the hydroxyl-rich surfaces by grafting alkoxides have been published recently , the surface coverage degree can be tuned by controlling the amount of metal alkoxide. Dispersing metal oxides, such as Al2O3 or ZrO2, onto the inner pore surfaces can greatly improve the thermal stability As well as grafting or dispersing metals on the surface of mesoporous molecular sieves, metals can also be incorporated in the framework of the MCM-41. Aluminum can be introduced in the structure of these materials generating a change in charge distribution that will be compensated by different cations. In this way, new families (aluminosilicates, titanosilicates, germanosilicates, ferrisilicates, etc.) are obtained by the incorporation or substitution of cations in the structure, rendering these systems very interesting due to the presence of new active centers with redox properties or different acid strengths. The introduction of carefully selected metal ions can help tune catalyst activities and selectivities.

Therefore, mesoporous silica MCM-41 molecular sieves containing Zn and Al ions ([Zn]-MCM-41 and [Al]-MCM-41) were found to be effective in the alkylation of alkyl aromatics . Chen and Lu reported high catalytic activity for mesoporous vanadosilicate ([V]-MCM-41) in the oxidation of benzene. A MCM-41-supported palladium catalyst was used for aromatic hydrogenation , and liquid-phase hydrogenation. Additionally, Long and Yang, reported that Cu2±, Rh2± and Fe3±exchanged [Al]-MCM-41 are effective catalysts for the selective catalytic reduction of nitric oxide with ethylene, propylene and NH3, respectively. The same authors were the first to report the use of Pt-supported MCM-41 mesoporous sieves for the selective catalytic reduction of NO by hydrocarbons in the presence of oxygen. High activity for NO reduction was obtained when C2H4 or C3H6 were used as the reductants. The Pt/MCM-41 catalysts displayed good stability with respect to resistance to H2O and SO2. This property has been noted previously in the NO reduction reaction with hydrocarbons.

Thế này nhé: bạn cần bề mặt contact, trong đó có 2 yếu tố chính là diện tích bề mặt (hay bề mặt riêng) và hoạt tính bề mặt (hay độ hấp phụ bề mặt). Theo mình biết thì bề mặt riêng của họ silicate như porous silicas, silicagels, … là khá lớn (nếu dùng phương pháp thích hợp có thể gần bằng carbon black) nhưng đáng tiếc là hoạt tính lại thấp. Cái mà mình muốn biết chính là hoạt tính bề mặt của MCM-41 và khả năng mang của nó với vai trò là xúc tác dị thể.

hehe… ông nhầm nữa rồi, cái term “molecular sieve family” ở đây không phải ám chỉ MCM-41 là phân tử. Cụm từ này là “họ rây phân tử”, bao gồm cả họ MCM và zeolite nữa. Do cấu trúc của nó có dạng lỗ xốp, đường kính lỗ xốp khoảng vài Angstorm đến vài nanometer, có thể cho các phân tử có kích thước nhỏ hơn đường kính của nó đi qua (giống như cái rây, cái sàng vậy mà). Còn về cấu tạo của nó thì giống các loại polymer vô cơ khác (vd: aluminosilicate…). Ông thấy bản thân từ MCM đã có nghĩa là material rồi, đâu phải molecule đâu… MCM (Mobile Crystalline Material)

ok, đồng ý với aqhl. Ha, buổi chiều vừa làm việc vừa post bài nên hơi bị “mì ăn liền”. Bây giờ bàn đến ông pluie: Theo tui hiểu ý ông là họ silicat (SiO2) khá “trơ” so với các substrat khác, phải vậy không? Tui nghĩ để có thể tận dụng ưu điểm của họ MCM thì người ta cũng sẽ tiến hành các phương pháp modification bề mặt để tăng khả năng “phủ” và dispersion của các pha xúc tác chính “kim loại, oxit…” lên substrat. Tui nghĩ đó là đoạn in đậm ở dưới đây có chút liên quan.

As well as grafting or dispersing metals on the surface of mesoporous molecular sieves, metals can also be incorporated in the framework of the MCM-41. Aluminum can be introduced in the structure of these materials generating a change in charge distribution that will be compensated by different cations. In this way, new families (aluminosilicates, titanosilicates, germanosilicates, ferrisilicates, etc.) are obtained by the incorporation or substitution of cations in the structure, rendering these systems very interesting due to the presence of new active centers with redox properties or different acid strengths. The introduction of carefully selected metal ions can help tune catalyst activities and selectivities.

Các bạn thấy thế nào?

Vì server có vấn đề, nên bị mất loạt bài về Tamiflu, nếu bạn nào thích, mình post lại nhé. Tháng này là Hemoglobin. Nói chung các từ tiếng Anh cũng không khó lắm, nên mình không dịch nhé.

[SIZE=2]Myoglobin và Hemoglobin - Các chất mang Oxy[/SIZE]

Ai cũng biết vai trò quan trọng của Oxy trong cơ thể người. Nhưng Oxy không tan trong nước (máu) vì vậy cần có những chất đóng vai trò mang Oxy di chuyển trong mạch máu đến các nơi cần thiết


Blood is bright red , due the presence of oxy-hemoglobin.


Red blood cells (above) contain hemoglobin.

Hemoglobin (Hb), which is contained in red blood cells, serves as the oxygen carrier in blood. The name hemoglobin comes from heme and globin, since each subunit of hemoglobin is a globular protein with an embedded heme (or haem) group. Each heme group contains an iron atom, and this is responsible for the binding of oxygen. The presence of hemoglobin in blood increases the oxygen carrying ability of a litre of blood from 5 to 250 ml. Hemoglobin also plays a major role in the transport of carbon dioxide from the tissues back to the lungs. Myoglobin, on the other hand, is located in muscle, and serves as a reserve supply of oxygen and also facilitates the movement of O2 within muscle.

Ribbon structure and spacefill of the hemoglobin protein

Stick structure and spacefill of the myoglobin protein

[RIGHT]Còn tiếp, post theo nhu cầu của các bạn…[/RIGHT]

Những bài mất mát vừa rồi tác giả trích dẫn hoac luoc dịch nên đăng lại cho anh em sau này vô tham khảo.

Những bài bằng tiếng anh thì những đoạn dễ hoac thông tin giản đơn thì trích nguyên văn còn những bài tuong đối dài hoac phuc tạp chuyen môn sạu nên dịch ra tiếng viet nhằm giúp cho nguoi doc dẽ hình dung hơn. ( ko bit co spam ko đây )

The Heme Porphyrin

Mặc dù các phân tử hemoglobin và myoglobin rất lớn, gồm nhiều protein complex, tuy nhiên, các tâm hoạt tính thực sự lại không phải là các nhóm protein, các tâm này được gọi là heme. Heme là 1 vòng phẳng bao quanh một nguyên tử Fe, đây cũng là phần mà cô Kiều Xuân có giới thiệu đến trong hóa vô cơ sinh học, các anh em vô cơ chịu khó để ý nhé. Phần hữu cơ là vòng porphyrin trên nền của porphin (vòng tetrapyrrole), cái ni cũng là cấu trúc cơ bản của rất nhiều phan tử sinh học khác, như là chlorophyll và cytochrome.


the building block of heme

Nguyên tử sắt và mạch protein làm thay đổi bước sóng hấp thụ và làm cho hemoglobin có một màu đặc trưng. Hemoglobin đã oxy hóa (máu từ các động mạch) có màu đỏ sáng(hic, đỏ tươi dễ nghe hơn), nhưng khi không có Oxy (máu ở các tĩnh mạch), hemoglobin chuyển sang màu đõ tối hơn.


Heme

[RIGHT](còn tiếp… )[/RIGHT]

Nguyên tử Fe trong heme liên kết với 4 nguyên tử N ở trung tâm của vòng porphyrin, tuy vậy, vẫn còn 2 phối trí tự do trên nguyên tử Fe, 2 phối trí tự do này nằm ở 2 phía của mặt phẳng heme. Nhóm heme này nằm ở các đường nứt hay kẽ hở của phân tử myoglobin, được bao quanh bởi các phần không phân cực trừ 2 phân tử histidine phân cực mà thôi.


Cấu trúc của myoglobin protein với các nhóm heme được highlight

Một trong 2 phối trí tự do của Fe được liên kết với một trong các histidine này, và còn lại một phối trí tự do trên Fe nắm ở phía kia của vòng sẽ liên kết với oxygen. Nhóm histidine thứ 2 ở gần bên, sẽ đóng vai trò cho các nhiệm vụ khác: nó giúp điều chỉnh hình dạng của các khe giúp cho chỉ có các phân tử có kích thước nhỏ mới có thể chui qua đề phản ứng với nguyên tử Fe, mà nó cũng giúp cho phản ứng nghịch tức là phản ứng phóng thích oxygen lk với Fe. Thiệt hấp dẫn khi thấy rằng một cấu trúc 3D rất phức tạp của phân tử protein myoglobin to lớn lại được cấu tạo để sản xuất chính xác cho một hình dạng của khe hở, với 2 nhóm histidine ở bên phải để giúp cho phản ứng theo chiều nghịch được diễn ra khi cần thiết.


Schematic diagram of the oxygen-binding site in myoglobin.

[RIGHT](còn tiếp…)[/RIGHT]

Hemoglobin(tiếp theo và hết)

Hemoglobin gồm có 4 đơn vị myoglobin liên kết với nhau và hành vi của hemoglobin trong việc giữ Oxy cũng tương tự như trình bày ở trên, nhưng phức tạp hơn. Khi ta thở, oxy trong phổi di chuyển xuyên qua các mạch máu nhỏ hẹp và tiếp xúc với các cell máu đỏ, O2 liên kết với hemoglobon ở các cell này thành oxy-hemoglobin có màu đỏ tươi. Sau đó, máu di chuyển khắp cơ thể đến các bộ phận cần Oxy để bảo đảm cho việc hoạt động của nó. Các thành phần (cell) này giàu CO2. CO2 thay thế O2 trong oxy-hemoglobin và tạo thành carbaminohemoglobin bền hơn phức Oxy, và sau đó phức mới này lại theo máu chảy về phổi, nơi mà CO2 được thay thế lại bởi oxygen.


A ribbon diagram of the structure of hemoglobin. The 4 different myoglobin units are shown in different colours.

O2 và CO2 đều tạo các liên kết thận nghịch với hemoglobin, nhưng một số phân tử khác,như carbon monoxide và hydrogen cyanide có kích thước nhỏ hơn và đủ để chui vào các khe hở của protein như đã trình bày ở trên và hơn thế nữa, các phân tử này còn có thể tạo nên các liên kết rất bền với Fe và đây là một quá trình bất thuận nghịch. Đó là lí do tại sao CO và HCN rất độc… [RIGHT]hết[/RIGHT]

Bad breath? Blame methanethiol (aka methyl mercaptan). The compound, which has a rotten cabbage odor, is a major component of odoriferous bodily emanations. However, it also exists within animal blood and tissue, as well as in nuts and cheeses. Furthermore, methanethiol occurs naturally in some coal and petroleum deposits. Industrially, it is produced during paper making (giving paper mills their characteristic odor). Manufacturers also use this compound in producing plastics and pesticides.

from ACS.

Dựa vào cấu trúc của hemoglobin, chlorophyl, porphyrin thì khi tạo phức với Fe thì chất có màu đỏ (trong hemoglobin), tạo phức với Mg thì chất có màu xanh lá cây (trong chlorophyl). Điều này giải thích tại sao máu thì đỏ mà cỏ thì xanh. Anh Nguyen có thể giải thích thêm điều này được không ạ? PS: 1 câu hỏi nữa là tại sao trong các phản ứng hữu cơ, đặc biệt là phản ứng oxy hóa khử thường dùng xúc tác là kim loại chuyển tiếp? Thanks anh.

hi tigerchem! Màu của phức thế nào là do bước chuyển tương ứng với cùng ánh sáng nào thôi. Kim loại chuyển tiếp xúc tác cho phản ứng ox hóa khử dễ hiểu là các kl chuyển tiếp có thể có nhiều trạng thái ox hóa khác nhau thôi. Đây là các khái niệm cơ bản em có thể tìm dễ dàng ở các nguồn nói về kim loại chuyển tiếp mà