Супрамолекулярная химия - 9.4.2.Самосборка упорядоченных кристаллических структур, направляемая молекулярным распознаванием - 152 - читать

Супрамолекулярная химия(Страница: 152)

Страница: 
152

Супрамолекулярная химия читать 9.4.2.Самосборка упорядоченных кристаллических структур, направляемая молекулярным распознаванием 152

Расположение молекул в кристаллах определяется межмолекулярными взаимодействиями и эффектами упаковки[9.164].Управление этим расположением есть задача супрамолекулярного уровня, и ключ к ее решению следует искать в понимании факторов, определяющих твердофазную организацию (см., например,[7.24, 7.39, 2.124, 9.101—9.105, 9.165]).Кристалл представляет собой супермолекулу, очень большую супермолекулу, в основе образования которой лежат процессы молекулярного распознавания и самоорганизации. Соответственнокристалл—этосовершенное, протяженное, периодическое супрамолекулярное образование[9.166].Кристаллические полиморфные модификации могут тогда рассматриваться как супрамолекулярные изомеры, а превращение одной полиморфной формы вдругую—каксупрамолекулярная изомеризация. Подобные рассуждения справедливы и для таких изменений состояния, как переход из твердого состояния в жидкокристаллическое, а также взаимные превращения между различными типами мезофаз.

Молекулярное распознавание делает возможнойинженерию кристаллов, т. е. направленную генерацию органических кристаллических структур. Мотивы водородных связей могут направлять возникновение структуры в твердом состоянии, также,как и в растворах, порождая характерныесупрамолекулярные кристаллические архитектуры, удерживаемые вместе сетками водородных связей.

image126.png

Рис. 45. Схема образования упорядоченной супрамолекулярной цепочки за счет ассоциации (обеспечиваемой молекулярным распознаванием) двух различных молекулярных фрагментов; каждый фрагмент содержит группу, обладающую двумя идентичными центрами связывания,

В качестве примеров можно привести ассоциации за счет взаимодействий спиртовых и аминных[9.167]или карбоксильных и амидных[9.168]группировок. Так, образование определенных структур может быть более или менее строго запрограммировано в зависимости от того, какие расположения молекул разрешены группами, участвующими в процессе узнавания([9.3, 9.149, 9.167];см. также разд.9.4.1).

Один из подходов к генерации молекулярного порядка основан на направляемой распознаванием спонтанной сборке супрамолекулярной ленты из комплементарных молекулярных компонентов, каждый из которых имеет два одинаковых центра распознавания (рис.45). Взаимодействие двух таких фрагментов может породить организованные полимолекулярные ленты в растворе, мезоморфной фазе или в твердом состоянии при сокристаллизации. Ожидается, что все остатки одного и того же типа будут размещаться с одной и той же стороны ленты (см. рис.45),порождая тем самым спонтаннуюсортировку“похоже / непохоже*4(на две подленты) иориентациюмолекулярных компонентов в супрамолекулярном ассоциате.

Производные 2,4,6-триаминопиримидина и барбитуровой кислоты являются комплементарными компонентами, удовлетворяющими предъявляемым требованиям, поскольку они способны образовывать два различных мотива из трех водородных связей друг с другом. Однако, как отмечалось выше, если бы ассоциация данных фрагментов основывалась только на распознавании за счет водородных связей, было бы возможным образование как линейной, так и макроциклической супрамолекулярных структур (см. разд.9.4.2,рис.37).

Медиа

See video
Видео
Химический элемент - это вид атомов, характеризующийся определенными зарядами ядер и строением электронных оболочек. В настоящее время известно 110 элементов:...
02.04.2013 | 6:58
3,063
See video
Видео
Сервис Нигма-Химия и многие функции Нигма-математики не имеют аналогов ни в России, ни в мире.Начиная с 2009 года, Нигма разрабатывает интеллектуальную...
02.04.2013 | 6:58
3,685
See video
Видео
Основным источником этанола является нефтехимический синтез, использующий реакцию, гидратации этилена в присутствии различных катализаторов. Известны также...
02.04.2013 | 6:58
3,218