Супрамолекулярная химия

Материал из m-protect.ru

(Различия между версиями)
Перейти к: навигация, поиск
(Новая: '''Высокомолекулярная (надмолекулярная) химия''' (''Supramolecular chemistry'') — междисциплинарная область наук...)
Строка 1: Строка 1:
-
'''Высокомолекулярная (надмолекулярная) химия''' (''Supramolecular chemistry'') — междисциплинарная область науки, включающая химические, физические и биологические аспекты рассмотрения более сложных, чем молекулы, химических систем, связанных в единое целое посредством [[Межмолекулярные взаимодействия|межмолекулярных]] (нековалентных) взаимодействий. Объекты супрамолекулярной химии — ''[[Супрамолекулярный ансамбль|супрамолекулярные ансамбли]]'', строящиеся самопроизвольно из [[Комплементарность|комплементарных]], т. е. имеющих геометрическое и химическое соответствие фрагментов, подобно самопроизвольной сборке сложнейших пространственных структур в живой [[Клетка|клетке]]. Одной из фундаментальных проблем современной химии является направленное конструирование таких систем, создание из молекулярных «строительных блоков» высокоупорядоченных супрамолекулярных соединений с заданной структурой и свойствами.
+
'''Высокомолекулярная (надмолекулярная) химия''' (''Supramolecular chemistry'') — междисциплинарная область науки, включающая химические, физические и биологические аспекты рассмотрения более сложных, чем молекулы, химических систем, связанных в единое целое посредством [[Межмолекулярные взаимодействия|межмолекулярных]] (нековалентных) взаимодействий. Объекты супрамолекулярной химии — ''[[Супрамолекулярный ансамбль|супрамолекулярные ансамбли]]'', строящиеся самопроизвольно из [[Комплементарность|комплементарных]], т. е. имеющих геометрическое и химическое соответствие фрагментов, подобно самопроизвольной сборке сложнейших пространственных структур в живой клетке. Одной из фундаментальных проблем современной химии является направленное конструирование таких систем, создание из молекулярных «строительных блоков» высокоупорядоченных супрамолекулярных соединений с заданной структурой и свойствами.
-
Супрамолекулярные образования характеризуются пространственным расположением своих компонентов, их архитектурой, «супраструктурой», а также типами межмолекулярных взаимодействий, удерживающих компоненты вместе. В целом межмолекулярные взаимодействия слабее, чем [[Ковалентная связь|ковалентные связи]], так что супрамолекулярные [[Ассоциат|ассоциаты]] менее стабильны термодинамически, более лабильны кинетически и более гибки динамически, чем молекулы.
+
Супрамолекулярные образования характеризуются пространственным расположением своих компонентов, их архитектурой, «супраструктурой», а также типами межмолекулярных взаимодействий, удерживающих компоненты вместе. В целом межмолекулярные взаимодействия слабее, чем [[Ковалентная связь|ковалентные связи]], так что супрамолекулярные ассоциаты менее стабильны термодинамически, более лабильны кинетически и более гибки динамически, чем молекулы.
Согласно терминологии супрамолекулярной химии, [[Компонент|компоненты]] супрамолекулярных ассоциатов принято называть ''Рецептор рецептор]]'' (ρ) и ''субстрат'' (σ), где субстрат — меньший по размеру компонент, вступающий в связь. Термины ''[[Соединения включения|соединение включения]]'', ''клатрат'' и ''соединение (комплекс) типа гость—хозяин'' характеризуют соединения, существующие в твёрдом состоянии и относящиеся к твёрдым супрамолекулярным ансамблям.
Согласно терминологии супрамолекулярной химии, [[Компонент|компоненты]] супрамолекулярных ассоциатов принято называть ''Рецептор рецептор]]'' (ρ) и ''субстрат'' (σ), где субстрат — меньший по размеру компонент, вступающий в связь. Термины ''[[Соединения включения|соединение включения]]'', ''клатрат'' и ''соединение (комплекс) типа гость—хозяин'' характеризуют соединения, существующие в твёрдом состоянии и относящиеся к твёрдым супрамолекулярным ансамблям.
-
Селективное связывание определённого субстрата σ и его рецептора ρ с образованием ''[[Супермолекула|супермолекулы]]'' σρ происходит в результате процесса ''[[Молекулярное распознавание|молекулярного распознавания]]''. Если помимо центров связывания рецептор содержит реакционноспособные [[Функциональная группа|функциональные группы]], он может влиять на химические ''превращения'' на связанном с ним субстрате, выступая в качестве супрамолекулярного [[Катализатор|катализатора]]. Липофильный, растворимый в мембранах рецептор может выступать в роли ''носителя'', осуществляя ''транспорт'', ''перенос'' связанного субстрата. Таким образом, молекулярное распознавание, превращение, перенос — это основные функции супрамолекулярных объектов.
+
Селективное связывание определённого субстрата σ и его рецептора ρ с образованием ''[[Супермолекула|супермолекулы]]'' σρ происходит в результате процесса ''[[Молекулярное распознавание|молекулярного распознавания]]''. Если помимо центров связывания рецептор содержит реакционноспособные [[Функциональная группа|функциональные группы]], он может влиять на химические ''превращения'' на связанном с ним субстрате, выступая в качестве супрамолекулярного катализатора. Липофильный, растворимый в мембранах рецептор может выступать в роли ''носителя'', осуществляя ''транспорт'', ''перенос'' связанного субстрата. Таким образом, молекулярное распознавание, превращение, перенос — это основные функции супрамолекулярных объектов.

Версия 16:58, 20 февраля 2009

Высокомолекулярная (надмолекулярная) химия (Supramolecular chemistry) — междисциплинарная область науки, включающая химические, физические и биологические аспекты рассмотрения более сложных, чем молекулы, химических систем, связанных в единое целое посредством межмолекулярных (нековалентных) взаимодействий. Объекты супрамолекулярной химии — супрамолекулярные ансамбли, строящиеся самопроизвольно из комплементарных, т. е. имеющих геометрическое и химическое соответствие фрагментов, подобно самопроизвольной сборке сложнейших пространственных структур в живой клетке. Одной из фундаментальных проблем современной химии является направленное конструирование таких систем, создание из молекулярных «строительных блоков» высокоупорядоченных супрамолекулярных соединений с заданной структурой и свойствами. Супрамолекулярные образования характеризуются пространственным расположением своих компонентов, их архитектурой, «супраструктурой», а также типами межмолекулярных взаимодействий, удерживающих компоненты вместе. В целом межмолекулярные взаимодействия слабее, чем ковалентные связи, так что супрамолекулярные ассоциаты менее стабильны термодинамически, более лабильны кинетически и более гибки динамически, чем молекулы.

Согласно терминологии супрамолекулярной химии, компоненты супрамолекулярных ассоциатов принято называть Рецептор рецептор]] (ρ) и субстрат (σ), где субстрат — меньший по размеру компонент, вступающий в связь. Термины соединение включения, клатрат и соединение (комплекс) типа гость—хозяин характеризуют соединения, существующие в твёрдом состоянии и относящиеся к твёрдым супрамолекулярным ансамблям.

Селективное связывание определённого субстрата σ и его рецептора ρ с образованием супермолекулы σρ происходит в результате процесса молекулярного распознавания. Если помимо центров связывания рецептор содержит реакционноспособные функциональные группы, он может влиять на химические превращения на связанном с ним субстрате, выступая в качестве супрамолекулярного катализатора. Липофильный, растворимый в мембранах рецептор может выступать в роли носителя, осуществляя транспорт, перенос связанного субстрата. Таким образом, молекулярное распознавание, превращение, перенос — это основные функции супрамолекулярных объектов.


Супрамолекулярную химию можно разделить на две широкие, частично перекрывающиеся области, в которых рассматриваются соответственно: 1) супермолекулы — хорошо определённые, дискретные олигомолекулярные образования, возникающие за счёт межмолекулярной ассоциации нескольких компонентов (рецептора и субстрата(ов)) в соответствии с некоторой «программой», работающей на основе принципов молекулярного распознавания; 2) супрамолекулярные ансамбли — полимолекулярные ассоциаты, возникающие в результате спонтанной ассоциации неопределённо большого числа компонентов в специфическую фазу, характеризуемую более или менее определённой организацией на микроскопическом уровне и макроскопическими свойствами, зависящими от природы фазы (плёнка, слой, мембрана, везикула, мезоморфная фаза, кристалл и т. д.).

Для описания расположения субстрата(ов) относительно рецептора используется специальный формализм. Внешние комплексы-аддукты могут быть обозначены как [A,B], или [A//B]. Для обозначения комплексов включения σ в ρ и частичного пересечения σ и ρ используются математические символы включения ⊂ и пересечения ∩ — [A⊂B] и [A∩B], соответственно. В современной химической литературе наряду с символом ∩ так же часто используется альтернативный символ @.

Основные классы соединений

Личные инструменты