Makrocykel
Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från
versionen som granskades den 13 juli 2019; kontroller kräver
4 redigeringar .
IUPAC- definitionen av en makrocykel är "en cyklisk makromolekyl eller en makromolekylär cyklisk del av en makromolekyl" [1] I den kemiska litteraturen kan organiska kemister kalla vilken molekyl som helst som innehåller en ring med mer än nio atomer för en makrocykel. Inom koordinationskemi ges begreppet en makrocykel i en snävare mening; detta är namnet här för en cyklisk molekyl med tre eller fler donatoratomer som kan bilda koordinationsbindningar med den centrala metallatomen.
Makrocyklisk effekt
Makrocykliska föreningar som fungerar som ligander har förmåga att arrangera sina donatoratomer i rymden på ett sådant sätt att en färdig koordinationsförening bildas i vilken en komplexbildande jon är inkorporerad. Makrocykliska ligander är mycket selektiva; bildar särskilt starka komplex med katjoner av en viss storlek. Kombinationen av selektiviteten hos makrocykliska ligander med den höga styrkan hos de resulterande komplexen kallas den makrocykliska effekten. [1] Stabiliteten av dessa föreningar beror också delvis på kelateffekten .
Den makrocykliska effekten upptäcktes 1969. [2] Koordinationskemister har studerat cykliska molekyler med tre eller fler donatoratomer med mer än nio ringatomer, eftersom dessa föreningar vanligtvis har en stark och specifik bindning till metaller. [3] Den huvudsakliga gemensamma egenskapen för alla makrocykliska molekyler är den makrocykliska effekten.
Syntes
Makrocykler syntetiseras vanligtvis från mindre linjära molekyler.
Användningshistorik
I decennier har makrocykler använts för att syntetisera färgämnen. Till exempel har ftalocyaniner , analoger av porfyriner , använts oftast sedan de upptäcktes på grund av deras djupblå färg. Men de har också andra användningsområden. Deras namn kommer från föregångaren i syntesen, ftalodinitril. [fyra]
Makrocykliska molekyler
- annulenes - enkla kolvätekonjugat
- calixarener är produkter av den cykliska oligomeriseringen av fenol med formaldehyd.
- cucurbiturils är makrocykler byggda av sex glykolurilfragment.
- Cyklodextriner är cykliska oligomerer av glukos.
- cyklopeptider och depsipeptider
- cyklofaner - kolväten som består av minst ett aromatiskt block och en alifatisk kedja kopplad till det på ett sådant sätt som bildar en bro mellan dess två obundna atomer. Ett bra exempel är morfin .
Makrocykler i biologi
Porfyriner , komplexa organiska molekyler som innehåller fyra kväveatomer, spelar en viktig roll bland naturliga makrocykliska ligander . Porfyrinkomplex är hem , klorofyll , vitamin B12 .
En annan naturlig makrocyklisk ligand är antibiotikumet valinomycin , producerat av vissa svampar. Valinomycin är selektivt för kaliumjoner . De komplex som bildas med det förvärvar förmågan att penetrera de intercellulära membranen, vilket leder till en kränkning av kalium-natriumbalansen av mikroorganismer och deras död. [ett]
Kategorier av molekyler associerade med denna artikel
- Ligand - atomer, joner eller funktionella grupper associerade med ett visst centrum
- Kelater är flertandade ligander som innehåller mer än en donatoratom.
- Cryptands - en molekyl med flera cykler
- Rotaxaner - makrocykler sätter på hantelformade molekyler
- Catenan - molekylära ringar monterade i form av en kedja
- Molekylära knutar - molekyler i form av en knut, till exempel en trefoil
Makrocykliska molekyler
- annulenes - enkla kolvätekonjugat
- calixarener är produkter av den cykliska oligomeriseringen av fenol med formaldehyd.
- Cucurbiturils är makrocykler byggda av sex glykolurilfragment.
- Cyklodextriner är cykliska oligomerer av glukos.
- cyklopeptider och depsipeptider
- cyklofaner - kolväten som består av minst ett aromatiskt block och en alifatisk kedja kopplad till det på ett sådant sätt att en brygga bildas mellan dess två obundna atomer. Ett bra exempel är morfin .
- kronetrar och deras azacron- eller tiakroneterderivat.
- porfyriner - erhålls från reaktionen av fyra pyrroler och fyra aldehyder. De är av stor biologisk betydelse.
Litteratur
- ↑ IUPAC Gold Book internetupplaga: "makrocykel".
- ↑ Milgrom, LR Livets färger: En introduktion till kemi av porfyriner och relaterade föreningar . - New York: Oxford University Press , 1997. - ISBN 0-19-855380-3 . (inbunden)ISBN 0-19-855962-3(pbk.)
- ↑ DK Cabbines och DW Margerum (1969). "Makrocyklisk effekt på stabiliteten av koppar(II)tetraminkomplex". J. Am. Chem. soc. 91: 6540-6541. https://dx.doi.org/10.1021/ja01051a091
- ↑ Melson, G.A., Ed. Koordineringskemi av makrocykliska föreningar . - New York: Plenum Press , 1979. - ISBN 0-306-40140-1 .
- ↑ Jung, JE; Seung, S.Y.,Bulletin of the Korean Chemical Society2002, 23(10)1483-1486.
- Chambron, J.C.; Dietrich-Buchecker, C.; Hemmert, C.; Khemiss, A.K.; Mitchell, D.; Sauvage, J.P.; Weiss, J. Interlacing molekylära trådar på övergångsmetaller (obestämd) // Pure Appl. Chem. . - 1990. - T. 62 , nr 6 . - S. 1027-1034 . - doi : 10.1351/pac199062061027 .
- ↑ 1 2 G. P. Zhmurko, E. F. Kazakova, V. N. Kuznetsov, A. V. Yashchenko "General Chemistry" redigerad av professor S. F. Dunaev, Academy, 2011. - 242 s.