stringtranslate.com

Молекулярная инкапсуляция

Молекулярная инкапсуляция нитробензола, связанного внутри гемикарцеранда, описана Крамом и его коллегами в Chem. Commun., 1997, 1303-1304.

В супрамолекулярной химии молекулярная инкапсуляция — это заключение гостевой молекулы внутри полости супрамолекулярной молекулы-хозяина (молекулярной капсулы, молекулярного контейнера или соединений-клеток). Примерами супрамолекулярной молекулы-хозяина являются карцеранды и эндоэдральные фуллерены . [1]

Реакция гостей

Важным следствием инкапсуляции является то, что гость ведет себя иначе, чем в растворе. Молекула гостя, как правило, нереактивна и часто имеет отличительные спектроскопические сигнатуры. Соединения, обычно крайне нестабильные в растворе, такие как арины или циклогептатетраен, были выделены при комнатной температуре при молекулярной инкапсуляции.

Примеры

Один из первых примеров инкапсуляции структуры на молекулярном уровне был продемонстрирован Дональдом Крамом и его коллегами; [1] они смогли изолировать крайне нестабильный антиароматический циклобутадиен при комнатной температуре, инкапсулировав его в полукарцеранд. Выделение циклобутадиена позволило химикам экспериментально подтвердить одно из самых фундаментальных предсказаний правил ароматичности .

В другом примере [2] клетка состоит из тетраэдрического кластерного соединения галлия, стабилизированного 6 бидентатными катехоламидными лигандами, находящимися на ребрах тетраэдра . Гость — это 16-электронный и, следовательно, очень реактивный рутениевый металлоцен ( органометаллический катализатор) с циклопентадиенильным лигандом (красный) и 1,3,7-октатриеновым лигандом (синий). Общий заряд этого аниона составляет 11, а противоионы — 5 катионов тетраметиламмония и 6 катионов калия . Соединение рутения разлагается в воде в течение нескольких минут, но инкапсулированное оно выживает в воде в течение недель.

Большие металлические сборки, известные как металлопризмы , содержат конформационно гибкую полость, которая позволяет им принимать различные гостевые молекулы. Эти сборки показали себя многообещающими в качестве агентов доставки лекарств в раковые клетки.

Применение инкапсуляции заключается в контроле реактивности, спектроскопии и структуры. Например, реактивность возбужденного состояния свободного 1-фенил-3-толил-2-пропонанона (сокращенно A-CO-B) дает продукты AA, BB и AB, которые являются результатом декарбонилирования с последующей случайной рекомбинацией радикалов A• и B•. В то время как тот же субстрат при инкапсуляции реагирует с получением продукта контролируемой рекомбинации AB и перегруппированных продуктов (изомеров A-CO-B). [2]

Другие приложения:

Алкоголь

По словам пищевого химика Удо Поллмера из Европейского института пищевых и диетологических наук в Мюнхене , спирт может быть молекулярно инкапсулирован в циклодекстрины , производные сахара. Таким образом, инкапсулированная в небольшие капсулы жидкость может обрабатываться как порошок. Циклодекстрины могут поглощать приблизительно 60 процентов собственного веса спирта. [3] Патент США был зарегистрирован на этот процесс еще в 1974 году. [4]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Ян Волошин, Ирина Белая, Роланд Кремер (2016). Синтез феномена инкапсуляции, реакционная способность и применение замкнутых ионов и молекул . Springer. ISBN 9783319277387.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  2. ^ Каанумалле, Лакшми С. (20 октября 2004 г.). «Управление фотохимией с помощью различных гидрофобных наносред». J. Am. Chem. Soc . 126 (44): 14366–14367. doi :10.1021/la203419y. PMID  15521751.
  3. ^ Алкогольный порошок: Алкопопсы из пакета Архивировано 27 сентября 2007 г. в Wayback Machine , Westdeutsche Zeitung, 28 октября 2004 г. (на немецком языке)
  4. ↑ Приготовление спиртосодержащего порошка, General Foods Corporation, 31 марта 1972 г.
  1. ^ Крам, DJ; Таннер, ME; Томас, R., Укрощение циклобутадиена Angewandte Chemie International Edition Том 30, Выпуск 8, Страницы 1024 - 1027 1991 Аннотация
  2. ^ Стабилизация реакционноспособных металлоорганических промежуточных соединений внутри самоорганизующегося наноразмерного хозяина Доротея Фидлер, Роберт Г. Бергман, Кеннет Н. Рэймонд Angewandte Chemie International Edition Том 45, Выпуск 5, Страницы 745 - 748 2006 Аннотация
  3. Fraser Hof; Stephen L. Craig; Colin Nuckolls; Julius Rebek Jr. (3 мая 2002 г.). «Молекулярная инкапсуляция». Angewandte Chemie International Edition . 41 (9): 1488–1508. doi :10.1002/1521-3773(20020503)41:9<1488::AID-ANIE1488>3.0.CO;2-G. PMID  19750648.