Химики получили молекулу, в структуре которой углеродный каркас образует петлю с участками цепи, пять раз накладывающимися друг на друга.

Длинные органические молекулы подчас приобретают сложную структуру, образуя петли и узлы. Самый известный пример — нуклеиновые кислоты, у которых нити обвивают друг друга. Точка пересечения нитей и образует узел. Столь сложная укладка молекулы встречает определённые физико-химические препятствия, но нуклеиновые кислоты обладают множеством черт, облегчающих им эту задачу.

Рис. 1. Схема строения пятиузловой молекулы: в центре атом хлора, тёмно-фиолетовым выделены атомы железа, синим — атомы азота, красным — атомы кислорода, серым и светло-зелёным — атомы углерода. (Рисунок авторов работы).

Химики уже давно пытаются создать молекулу, которая не имела бы отношения ни к ДНК, ни к РНК, но умела бы образовывать узлы. В самом простом варианте — сделать так, чтобы длинная цепочка атомов изогнулась с образованием петли, — нет ничего сложного. Но заставить нити петли потом ещё перекрыться друг с другом — это уже нетривиально. В 1989 году была создана трёхузловая молекула, имевшая в своей структуре три точки пересечения. И вот, как пишут в журнале Nature Chemistry химики из Эдинбургского университета (Великобритания), сейчас удалось побить этот рекорд, получив пятиузловую молекулу.

Молекула состоит из 160 атомов и внешне напоминает пятиконечную звезду. Следует подчеркнуть, что речь идёт не об обычном углеродном кольце вроде бензольного, хорошо знакомого всем из школьной химии. В данном случае в пяти точках происходит перекрывание, наложение двух участков цепи друг на друга. Стабилизирует конструкцию хлорид-ион, помещённый в центр «звезды»: с ним взаимодействуют пять атомов железа, встроенные в цепь.

Если попытаться удалить ион хлора из сердцевины молекулы, то конструкция потеряет устойчивость, поэтому опустевшая молекула будет всеми силами стараться этот ион себе вернуть. Это можно было бы использовать, к примеру, в качественной реакции обнаружения хлорид-ионов. Кроме того, исследователи полагают, что материалы на основе таких соединений могут отличаться большей эластичностью, лёгкостью и одновременно оставаться очень прочными.

Ну и, разумеется, это должно помочь исследовать физико-химические закономерности строения молекул с узлами, которых может быть великое множество.