هل يمكن إدخال الهياكل البلورية للفيروسين في السيكلودكسترين ضمن المواد التعليمية لتعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM)؟
DOI:
https://doi.org/10.59994/pau.2026.1.187الكلمات المفتاحية:
الهياكل البلورية، الفيروسين، السيكلودكسترين، المواد التعليمية، تعليم STEMالملخص
هدفت هذه الدراسة إلى التحقق النقدي من صحة نموذج "الفيروسين في السيكلودكسترين" (Fc in CyD model) الشائع الاستخدام في التعليم القائم على الاستقصاء ضمن مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM)، من خلال فحص البيانات البلورية المتاحة لمركبات الإدماج (inclusion compounds) بين السيكلودكسترين (Cyclodextrin - CyD) والفيروسين (Ferrocene - Fc). واعتمدت المنهجية على مراجعة منهجية للأدبيات العلمية والبحث في قاعدة بيانات مركز كامبريدج للبيانات البلورية (Cambridge Crystallographic Data Centre - CCDC) للتحقق من الهياكل الجزيئية المبلغ عنها. وكشفت النتائج أن النموذج التعليمي المبسط، الذي يفترض نسب إدماج محددة (مثل 2:1 لـ α-CyD و1:1 لـ β- وγ-CyD)، لا يدعمه بشكل قاطع دليل بلوري متكامل؛ إذ توجد هياكل بلورية مؤكدة فقط لمركب α-CyD مع Fc (بنسبة 2:1) ومع شكله المؤكسد Fc⁺، ولمركب β-CyD مع Fc ولكن بنسبة معقدة (4:5)، بينما لم يتم العثور على أي تحليل بلوري بالأشعة السينية يؤكد إدماج Fc داخل γ-CyD، على الرغم من وجود أدلة طيفية ونظرية تشير إلى تفاعلهما. وتخلص الدراسة إلى أن الاعتماد على النموذج المبسط كحقيقة مطلقة في المناهج التعليمية قد ينقل معلومات غير دقيقة، وتقترح بدلاً من ذلك استخدام مركبات الإدماج الموثقة جيداً لـ Fc/Fc⁺ مع α-CyD كمواد تعليمية بديلة، نظراً لدعمها ببيانات هيكلية وتجريبية رصينة، مما يعزز دقة التعلم القائم على الاستقصاء في الكيمياء العضوية الفلزية (organometallic chemistry) وكيمياء المضيف-الضيف (host-guest chemistry). تكمن أصالة هذه الدراسة في كونها أول مراجعة نقدية منهجية تتحقق من الدعم البلوري الفعلي لنموذج "الفيروسين في السيكلودكسترين" (Fc in CyD model) الشائع في التعليم.
التنزيلات
المراجع
Hapiot, F., Tilloy, S., & Monflier, E. (2006). Cyclodextrins as supramolecular hosts for organometallic complexes. Chemical Reviews, 106(3), 767-781.
https://doi.org/10.1021/cr050576c
Harada, A., & Takahashi, S. (1984). Preparation and properties of cyclodextrin–ferrocene inclusion complexes. Journal of the Chemical Society, Chemical Communications, 10), 645-646. https://doi.org/10.1039/C39840000645
Imashiro, F., Kuwahara, D., Kitazaki, N., & Terao, T. (1992). Study of the dynamics of ferrocene enclathrated in β- and γ-cyclodextrins by one-dimensional switching-angle sample spinning NMR spectroscopy. Magnetic Resonance in Chemistry, 30(8), 796-797.
https://doi.org/10.1002/mrc.1260300817
Khalid, I. L., Abdullah, M. N. S., & Fadzil, H. M. (2024). A systematic review: Digital learning in STEM education. Journal of Advanced Research in Applied Sciences and Engineering Technology, 51(1), 98-115. https://doi.org/10.37934/araset.51.1.98115
Klingert, B., & Rihs, G. (1991). Molecular encapsulation of transition metal complexes in cyclodextrins. Part 2. Synthesis and crystal structures of 2:1 adducts between α-cyclodextrin and metallocenium hexafluorophosphates [η5-C5H5)2M]PF6 (M = Fe, Co, Rh). Journal of Inclusion Phenomena and Molecular Recognition in Chemistry, 10(2), 255-265. https://doi.org/10.1007/BF01066209
Liu, Y., Zhong, R., Zhang, & H., Song, H. (2005). A unique tetramer of 4 : 5 β-cyclodextrin–ferrocene in the solid state. Chemical Communications, (17), 2211–2213
https://doi.org/10.1039/B418220K
Menger, F. M., & Sherrod, M. J. (1988). Docking calculations on ferrocene complexation with cyclodextrins. Journal of the American Chemical Society, 110(26), 8606-8611. https://doi.org/10.1021/ja00234a005
Moozyckine, A. U., Bookham, J. L., Deary, M. E., & Davies, D. M. (2001). Structure and stability of cyclodextrin inclusion complexes with the ferrocenium cation in aqueous solution: 1H NMR studies. Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 2, (9). 1858–1862.
https://doi.org/10.1039/B008440I
Monflier, E., Hapiot, F., & O’Hare, D. (2007). 12.16 - Organometallic inclusion and intercalation chemistry. In: D. M. P. Mingos, & R. H. Crabtree (Eds.), Comprehensive organometallic chemistry III: From fundamentals to applications (Vol. 12, pp. 781–835). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B0-08-045047-4/00181-3
Noguchi, D. (2022). Organic molecules visualizable by crystal data in introductory chemistry. International Journal of Chemistry Mathematics and Physics, 6(3), 18–27. https://doi.org/10.22161/ijcmp.6.3.3
Noguchi, D. (2024). Structural formulae of saccharides for university entrance exams and survey of caramelization products. The 7th Annual Conference of Japan Society for STEM Education. 17–20. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.31022.11844
Odagaki, Y., Hirotsu, K., Higuchi, T., Harada, A., & Takahashi, S. (1990). X-ray structure of the α-cyclodextrin–ferrocene (2 : 1) inclusion compound. Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 1, (4),1230–1231. https://doi.org/10.1039/P19900001230
Song, L. X., Bai, L., Xu, X. M., He, J., & Pan, S. Z. (2009). Inclusion complexation, encapsulation interaction and inclusion number in cyclodextrin chemistry. Coordination Chemistry Reviews, 253 (9–10), 1276–1284. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2008.08.011
Tanabe, Y., Nakajima, K., & Nishibayashi, Y. (2018). Phosphine oxidation with water and ferrocenium(III) cation induced by visible-light irradiation. Chemistry – A European Journal, 24(70), 18618-18622. https://doi.org/10.1002/chem.201805129
التنزيلات
منشور
كيفية الاقتباس
إصدار
القسم
الرخصة
الحقوق الفكرية (c) 2026 مجلة جامعة فلسطين الأهلية للبحوث والدراسات
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.
مجلة جامعة فلسطين الاهلية للبحوث والدراسات تعتمد رخصة نَسب المُصنَّف 4.0 دولي (CC BY 4.0)
