Catenano
Un catenano és una estructura molecular mecánicamente entrellaçada que està composta de dos o més macrociclos entrellaçats. Els anells entrellaçats no es poden separar sense trencar els enllaços covalente dels macrociclos. La paraula catenano deriva de la paraula llatina catena que significa en cadena. Un catenano és un sistema molecular orgànic entrellaçat a on dos o més molècules cíclicas es interpenetran unes a unes atres. Usant esta nomenclatura un 2-catenano té dos anells entrellaçats i un 3-catenano, té tres. En 1994 un catenano va ser reportat poc despuix dels jocs olímpics de Lillehammer, este 5-catenano va ser cridat olimpiadano per la semblança al símbol usat en els jocs olímpics.
Estos enllaços són possible per la flexibilitat de les bases supramoleculares, ademés de l'incorporació de potencials àtoms donadores, i grups hidrofòbics que tenen una afinitat a espècies complementàries. La combinació resultant de flexibilitat i funcionalitat pot generar atraccions intermoleculars i intramoleculares, conduint a la formació de tals molècules com els catenanos.[2]
Estan conceptualment relacionats en atres arquitectura moleculars mecánicamente entrellaçades, com els rotaxanos, els nucs moleculars o els anells de Borromeo moleculars. Recentment, s'ha falcat la terminologia enllaç mecànic per a descriure la conexió entre els macrociclos d'un catenano.
Síntesis
[editar | editar còdic]Existixen dos enfocaments principals per a la síntesis orgànica de catenanos. La primera és realisar simplement una reacció de tancament d'anell en l'esperança de que alguns dels anells es formen al voltant d'atres anells donant com a producte el desijat catenano. Este cridat "enfocament estadístic" va conduir a la primera síntesis exitosa d'un catenano, no obstant, el método és altament ineficiente, originant una alta dilució de l'anell que tanca l'estructura (baix rendiment[3]) i un gran excés d'anells preformados, i per això rara volta s'utilisa.
El segon enfocament es basa en l'organisació supramolecular prèvia dels precursors macrocíclicos, amprant enllaces d'hidrogen, coordinació entorn a centre metàlic, forces hidrofòbiques, o interaccions culombianas. Estes interaccions no-covalentes compensen una part del cost entrópico de l'associació, i ajuden a posicionar els components en l'últim tancament d'anell per a formar el catenano desijat. Este enfocament de "síntesis dirigida per plantilles moleculars",[3] junt en l'us de condicions d'alta pressió, pot oferir rendiments de més del 90%, millorant aixina el potencial dels catenanos per a les aplicacions. Un eixemple d'este enfocament utilisa sals de bis-bipiridina que formen complexos forts enfilats a través de l'éter corona bis-(per a-fenilen)-34-corona-10.[4] Sanders ha demostrat que els enfocaments dinàmics utilisant la química combinatoria reversible pot ser particularment exitosos en la preparació de nous catenanos d'estructura imprevisible.
Propietats i aplicacions
[editar | editar còdic]Una característica particularment interessant de molts catenanos és la capacitat dels anells per a girar un respecte de l'atre. Este moviment a sovint pot ser detectat i medit per espectroscòpia de RMN, entre atres métodos. Quan existixen motius de reconeiximent molecular en el catenano terminat (per lo general aquells que es varen utilisar per a sintetisar eixe catenano), dita molècula pot tindre una o més posicions preferides termodinàmicament dels anells respecte de l'atre. En el cas de que un lloc de reconeiximent siga un restant conmutable, tindrem com resultat un interruptor molecular mecànic. Quan un catenano és sintetisat per coordinació de varis macrociclos entorn a un ion metàlic, a continuació, l'extracció i reinserció dels ions metàlics poden activar o desactivar el moviment lliure dels anells.
S'han sintetisat catenanos que incorporen moltes unitats funcionals, incloent grups en activitat redox (per eixemple, viológeno i tetratiafulvaleno, TTF), grups fotoisomerisables (per eixemple, azobenceno), grups fluorescents i grups quirales. Alguns catenanos s'han utilisat per a crear interruptors moleculars com s'ha descrit anteriorment, aixina com per a la fabricació de dispositius d'electrònica molecular i sensors moleculars.
|
|
|
|
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ A catenane consisting of a large ring threaded through both cyclic units of a handcuff-like compound Julien Frey, Tomá Kraus, Valérie Heitz and Jean-Pierre Sauvage Chemical Communications, 2005, (42), 5310 - 5312. Resumixen Estructura molecular detallada
- ↑ Cragg, Peter (2010). Supramolecular chemistry, from biological inspiration to biomedical applications, Springer. ISBN 9789048125814.
- ↑ 3,0 3,1 http://tdx.cat/bitstream/handle/10803/10279/tatay.pdf Complexos Metàlics Biestables per a l'Electrònica Molecular: Síntesis i Organisació Sobre Superfícies de Rotaxanos i Molècules Iman. Sergio TATAY AGUILAR. Institut de Ciència Molecular, Universitat de Valéncia. Pág. 30
- ↑ Allwood, B. L.; Shahriarizavareh, H.; Stoddart, J. F.; Williams, D. J. Complexation of Paraquat and Diquat by a Bismetaphenylene-32-Crown-10 Derivative; J. Chem. Soc., Chem. Commun. (1987) 1058.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Catenano» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.