Физики научились сортировать изомеры органических молекул

Немецкие физики научились сортировать различные изомеры органических молекул, сообщает Общество Макса Планка со ссылкой на статью в Physical Review Letters, ведущий автор – Франк Фильсингер (Frank Filsinger).

Изомерами называются молекулы, одинаковые по составу и массе, но разные по структуре и потому отличающиеся некоторыми свойствами. Фильсингер и его коллеги занимались двумя изомерами аминофенола: цис-3-аминофенолом и транс-3-аминофенолом.

Оба они имеют формулу C6H4(NH2)OH: молекула состоит из углеродного кольца, к которому присоединены (через один атом углерода) аминогруппа (-NH2) и гидроксидная группа (-OH). Изомеры отличаются ориентацией гидроксидной группы (см. иллюстрацию). Такие изомеры называются конформационными.

До сих пор не существовало эффективного способа разделения этих двух типов молекул, хотя для детального их изучения лучше работать с ними по отдельности. Группа Фильсингера использовала для разделения то свойство молекул, которым они заметно отличаются: дипольный момент – величину, зависящую от расположения зарядов в молекуле. За счет различной ориентации гидроксидной группы дипольный момент различается почти в три раза.

Исследователи испаряли небольшую порцию вещества, содержащую оба вида изомеров, затем группировали молекулы в пучок и пропускали его сквозь металлическую трубку, которая состояла из четырех стержней, служащих электродами. Прибор подобен квадрупольному фильтру масс: обычный квадрупольный фильтр масс сортирует частицы по отношению заряда к массе, а фильтр группы Фильсингера – по отношению дипольного момента к массе.

За счет разницы в дипольном моменте в электрическом поле цис- и транс-изомеры вели себя по-разному. Изменяя параметры поля, можно было добиться того, чтобы до конца трубки долетали молекулы только одного типа.

Наука и техника

Кина не будет

Игры стали искусством и начали поднимать неудобные темы. Как это случилось?