Nye Kemiske Horisonter - Danmarks Tekniske Universitet: Kemisk ...

More documents

Recommendations

Info

Figur 4. I fi guren ses enzymet aldolase, som er et meget vigtigt enzym i vores krop. Enzymet katalyserer aldolreaktioner. ordnede struktur af enzymet, da det ville skabe et totalt uoverskueligt billede at vise alle atomerne. Det behøver dog ikke at være så komplekst, da enzymer blot er store molekyler, der er opbygget af nogle mindre molekyler, som hedder aminosyrer. Aminosyrer er små organiske molekyler, som fi ndes inde i vores krop, hvor de sættes sammen i kæder som perler på en snor. Det helt specielle ved disse kæder af aminosyrer er, at de folder sig sammen til forskellige 3-D strukturer. Man kan sammenligne det lidt med at køre en saks hen over noget gavebånd, hvilket giver nogle meget fi ne spiral-lignende strukturer. Afhængig af hvilke aminosyrer som sættes efter hinanden i kæden, vil strukturen af molekylet imidlertid ændres, og enzymets egenskaber vil derved også ændres. Enzymer indeholder et hulrum kaldet det aktive center, hvori kemiske reaktioner kan foregå. Opbygningen af det aktive center vari- erer meget fra enzym til enzym og et enzyms aktive center passer kun til ganske bestemte molekyler. Derved katalyserer et enzym som regel kun én bestemt kemisk reaktion. Enzymer er de mest avancerede katalysatorer, der eksisterer, og menneskeskabte katalysatorer kan ikke komme i nærheden af enzymernes effektivitet. Enzymer er langt overlegne, når det gælder om at få en reaktion til at gå hurtigt, og på grund af enzymernes effektivitet når det gælder kemiske reaktioner, er det smart at efterligne dem, som vi skal se i næste afsnit. Antistoffer bruges til at efterligne enzymer Da enzymer er knyttet til ganske bestemte kemiske reaktioner har man brug for at kunne danne nye enzymer syntetisk for at kunne katalysere andre reaktioner. Dette er imidlertid ikke nogen nem opgave, da enzymer, som nævnt, er særdeles komplekse i deres opbygning. Derfor er man i stigende grad begyndt at danne stoffer, som ligner enzymerne i deres opbygning, men som er nemmere at fremstille. En af de nyeste metoder til at efterligne enzymer er at benytte antistoffer. Inden vi kigger nærmere på de nye typer af reaktioner, som disse antistoffer kan katalysere, er vi dog nødsaget til at kigge lidt nærmere på, hvad et antistof egentlig er. Alle mennesker er som bekendt udstyret med et immunforsvar, der nedbryder uønskede bakterier og vira, som angriber vores krop. Det smarte ved vores immunforsvar er, at det er udstyret med et genkendelsessystem, som bevirker, at vores immunforsvar kan genkende bakterier og vira som fremmede stoffer og derved angribe dem uden at angribe vores egne celler. I den forbindelse anvender immunforsvaret nogle ganske bestemte stoffer kaldet antistoffer. Når eksempelvis en bakterie kommer ind i vores krop (se fi gur 5) vil kroppen genkende bakterien som fremmed og gan- Biomimetics – Naturens nøgle til kemiske reaktioner 29
En bakterie kommer ind i kroppen Kroppens skraldemænd nedbryder og fjerner bakterien 30 Figur 5. Antistof og bakterier. Kroppen danner antistoffer, der genkender bakterien som fremmed ske hurtigt begynde at danne antistoffer mod disse bakterier. Antistofferne vil koble sig til bakterien og virke som en slags sender, som signalerer til kroppen, at der fi ndes noget uønsket materiale, som skal fjernes fra kroppen. Det får kroppen til at mobilisere sine tropper i form af forskellige celler, bl.a. makrofager, der fungerer som kroppens skraldemænd. Disse skraldemænd fi nder frem til bakterien, uskadeliggør og fjerner bakterien fra kroppen. Antistofferne har således en meget central rolle i vores immunforsvar. Uden antistoffer ville vores forsvarsværk være næsten ukampdygtigt, og vi ville dø af selv en banal forkølelse. Antistoffer kan dog også benyttes i andre sammenhænge, bl.a. til at katalysere kemiske reaktioner. Det er dog ikke nogen simpel proces at danne et antistof, der kan katalysere en kemisk reaktion. For at gøre dette skal der bruges et Biomimetics – Naturens nøgle til kemiske reaktioner Antistofferne signalerer til kroppen at bakterien skal fjernes molekyle, som ligner en mellemting mellem reaktanterne og produkterne i reaktionen. Det vil sige, at molekylet ligner reaktionens overgangstilstand. Molekylet sprøjtes derpå ind i et dyr, eksempelvis en kanin (se fi gur 6). Da kaninens immunforsvar ganske hurtigt vil genkende molekylet som fremmed, vil det hurtigt danne antistoffer mod dette molekyle. Da de indsprøjtede molekyler typisk er ret små, vil de dannede antistoffer omslutte molekylerne, og man vil inde i antistofferne få dannet et hulrum, som lige netop passer til disse molekyler. Efterfølgende isoleres antistofferne fra kaninen, og de er klar til anvendelse i den kemiske reaktion, man ønsker at katalysere. Ved denne metode kan man få dannet et antistof, som indeholder et hulrum, hvor molekylerne til én ganske bestemt reaktion vil være placeret perfekt i forhold til hinanden for at få reaktionen til at foregå. Det betyder, at molekylerne som indgår i reaktionen vil sætte sig ind i hulrummene på disse antistoffer. Derpå vil de udføre den kemiske reaktion og efterfølgende forlade hulrummet som produkter fra reaktionen. Dette foregår med en hastighed der er langt hurtigere end ellers, da molekylerne som nævnt vil have perfekt orientering i hulrummet for, at reaktionen kan foregå. Et antistof forsøger således at efterligne et enzym ved at danne et aktivt center ligesom i et enzym. En af ulemperne ved brugen af antistoffer og enzymer er dog, at kun bestemte molekyler passer ind i det aktive center. Derfor er man hele tiden nødsaget til at fi nde nye enzymer eller danne nye antistoffer til at katalysere andre typer af reaktioner. Fordelen ved antistoffer er, at man meget specifi kt kan danne antistoffer til brug i en bestemt reaktion, hvilket ikke er muligt med enzymer. Man skal dog hele tiden have for øje, at antistoffer aldrig kommer til at være ligeså gode som enzymer til at katalysere reaktioner, og derfor benyttes antistoffer typisk kun i mangel af bedre.
Page 1 and 2: Nye Kemiske Horisonter
Page 5 and 6: Stor tak til Carlsbergs Mindelegat
Page 7 and 8: Er du også på vej mod mod nye kem
Page 10 and 11: Af ph.d. studerende Anne Mette Frey
Page 12 and 13: Alternative energikilder I dag fi n
Page 14 and 15: Oxygen Fuldstændig forbrænding Ov
Page 16 and 17: Kapitlets forfattere: Fra venstre p
Page 18 and 19: Tabel 1. I tabellen ses hvor meget
Page 20 and 21: Plantebestanddele Vigtige byggesten
Page 22 and 23: kelforurening og store lugtgener. D
Page 24: har en stor betydning for luftkvali
Page 27 and 28: 26 Af ph.d. studerende Lars Ulrik N
Page 29: 28 F O + O H N NH Figur 3. I fi gur
Page 33 and 34: 32 HOOC NH2 Ab 38C2 HOOC NH O Figur
Page 35 and 36: 34 Organokatalyse Som vi så i forr
Page 37 and 38: 36 Som det ses i fi gur 10, er den
Page 39 and 40: 38 O O Ved reduktion af en dobbeltb
Page 41 and 42: 40 Ved reaktionen vist på fi gur 1
Page 44 and 45: Af civilingeniør-studerende Andrea
Page 46 and 47: Ioniske væsker er - i modsætning
Page 48 and 49: Hvorfor er ioniske væsker væsker?
Page 50 and 51: mindelige fysiske egenskaber sammen
Page 52 and 53: afsvovlet diesel
Page 54 and 55: teressante. Ioniske væsker har nem
Page 56 and 57: Ofte består homogene katalysatorer
Page 58: Figur 11. Ved BASF’s BASIL proces
Page 61 and 62: 60 Af specialestuderende Sofi e Egh
Page 63 and 64: 62 Disse tetraedre danner 3-dimensi
Page 65 and 66: 64 Et reaktionsskema for udskiftnin
Page 67 and 68: 66 kan foregå inde i strukturen. I
Page 69 and 70: 68 Katalysatorer til en drømmereak
Page 71 and 72: 70 Zeolitter i fremtiden Verden ove
Page 74 and 75: Computerkemi - en opdagelsesrejse i
Page 76 and 77: Tempoet gjorde det umuligt at forud
Page 78 and 79: Figur 3: De to systemer, som kunne
Page 80 and 81:
sig den øgede kompleksitet, når d
Page 82 and 83:
Kapitlets forfattere: Civilingeniø
Page 84 and 85:
Vi har også gennemført nogle bere
Page 86 and 87:
Bæredygtig kemi i fremtiden 85
Page 88:
Figur 19. Det sidste TS-kompleks er
Page 91 and 92:
90 Af ph.d. studerende Johan Hygum
Page 93 and 94:
92 1.000.000 € 100.000 € 10.000
Page 95 and 96:
94 spalter vand (fi gur 3). For nyl
Page 97 and 98:
96 Eddikesyre 2,4 Mtons 12% MTBE 9,
Page 99 and 100:
98 O NH3, H2O2 katalysator Figur 8.
Page 101 and 102:
100 HO O HO OH HO O OH Figur 9. Str
Page 103 and 104:
102 HO HO O H 2N O Figur 11. Syntes
Page 105 and 106:
104 DDT (Dichlordiphenyltrichloreth
Page 107 and 108:
106 ihjel. Et sekundært pesticid k
Page 109 and 110:
108 Tabel 1. Top-10 over de mest s
Page 111 and 112:
110 H 3C Figur 16. Tidlige HMGR-hæ
Page 113 and 114:
112 H 3C H 3C O HO H H O O O Figur
Page 115 and 116:
114 Bæredygtig kemi i fremtiden
Page 117 and 118:
116 af sygdommen. En tidligere bete
Page 119 and 120:
118 Me O Ph N Ph Figur 3. Semisynte
Page 121 and 122:
120 Isolation Et naturstof isoleres
Page 123 and 124:
122 O O H HO OH OH OH HO OH O OH Ph
Page 125 and 126:
124 Epothilone A og B Flere interes
Page 127 and 128:
126 til for at holde den usynlige t
Page 129 and 130:
128 O H N SiMe2t-Bu S S Figur 13. M
Page 131 and 132:
130 sistens er et problem, der ikke
Page 133 and 134:
132 tibiotikum med en hidtil uovert
Page 135 and 136:
134 Solceller - et strålende svar
Page 137 and 138:
136 den, nemlig 1,7·10 5 TW. Hvis
Page 139 and 140:
138 Solceller i praksis Inden for s
Page 141 and 142:
140 Kapitlets forfattere er fra ven
Page 143 and 144:
142 Siliciumsolceller Langt den mes
Page 145 and 146:
144 hvorved der dannes et elektron-
Page 147 and 148:
146 sorbere synligt lys således, a
Page 149 and 150:
148 Kan man fi lme en kemisk reakti
Page 151 and 152:
150 Kemi - hvad er det? Før vi gå
Page 153 and 154:
152 hvilket ledte ham til opdagelse
Page 155 and 156:
154 Kapitlets forfattere er fra ven
Page 157 and 158:
156 Figur 4. Skematisk illustration
Page 159 and 160:
158 Eksempel 1. Det første trin i
Page 161 and 162:
160 alise-ringer af processen, dvs.
Page 163 and 164:
162 Bæredygtig kemi i fremtiden
Page 165 and 166:
164 Af civilingeniør-studerende Na
Page 167 and 168:
166 Hvad er polymerer? Polymerer er
Page 169 and 170:
168 Bæredygtig kemi i fremtiden Fi
Page 171 and 172:
170 DBS - PPy Figur 7. Polypyrrol d
Page 173 and 174:
172 Cyklisk Voltammetri (CV) Metode
Page 175 and 176:
174 Faktorer der påvirker ionvandr
Page 177 and 178:
176 Kationstørrelse og valens: Det
Page 179 and 180:
178 100 80 60 40 20 Kraft pr. Areal
Page 181 and 182:
180 Ordliste aldolase enzym der kat
Page 183:
182 phenylringe benzenringe polypep
show all

Nye Kemiske Horisonter - Danmarks Tekniske Universitet: Kemisk ...

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?