Makrocykel
Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den
version , der blev gennemgået den 13. juli 2019; checks kræver
4 redigeringer .
IUPAC- definitionen af en makrocyklus er "et cyklisk makromolekyle eller en makromolekylær cyklisk del af et makromolekyle" [1] I den kemiske litteratur kan organiske kemikere kalde ethvert molekyle, der indeholder en ring med mere end ni atomer, for en makrocyklus. I koordinationskemi er begrebet en makrocyklus givet i en snævrere betydning; dette er navnet her for et cyklisk molekyle med tre eller flere donoratomer, der er i stand til at danne koordinationsbindinger med det centrale metalatom.
Makrocyklisk effekt
Makrocykliske forbindelser, der fungerer som ligander, er i stand til at arrangere deres donoratomer i rummet på en sådan måde, at der dannes en færdiglavet koordinationsforbindelse, hvori en kompleksdannende ion er inkorporeret. Makrocykliske ligander er meget selektive; danner særligt stærke komplekser med kationer af en vis størrelse. Kombinationen af selektiviteten af makrocykliske ligander med den høje styrke af de resulterende komplekser kaldes den makrocykliske effekt. [1] Stabiliteten af disse forbindelser skyldes også delvist chelateffekten .
Den makrocykliske effekt blev opdaget i 1969. [2] Koordinationskemikere har studeret cykliske molekyler med tre eller flere donoratomer med mere end ni ringatomer, fordi disse forbindelser normalt har en stærk og specifik binding til metaller. [3] Det vigtigste fællestræk ved alle makrocykliske molekyler er den makrocykliske effekt.
Syntese
Makrocykler syntetiseres normalt fra mindre lineære molekyler.
Brugshistorik
I årtier er makrocykler blevet brugt til at syntetisere farvestoffer. For eksempel er phthalocyaniner , analoger af porphyriner , blevet brugt hyppigst siden deres opdagelse på grund af deres dybe blå farve. De har dog også andre anvendelsesmuligheder. Deres navn kommer fra forløberen i syntesen, phthalodinitril. [fire]
Makrocykliske molekyler
- annulenes - simple carbonhydridkonjugater
- calixarener er produkter af den cykliske oligomerisering af phenol med formaldehyd.
- cucurbiturils er makrocykler bygget af seks glycoluril-fragmenter.
- Cyclodextriner er cykliske oligomerer af glucose.
- cyclopeptider og depsipeptider
- cyclofaner - kulbrinter bestående af mindst en aromatisk blok og en alifatisk kæde forbundet til den på en sådan måde, at den danner en bro mellem dens to ikke-forbundne atomer. Et godt eksempel er morfin .
Makrocykler i biologi
Porphyriner , komplekse organiske molekyler indeholdende fire nitrogenatomer, spiller en vigtig rolle blandt naturlige makrocykliske ligander . Porphyrinkomplekser er hæm , klorofyl , vitamin B12 .
En anden naturlig makrocyklisk ligand er antibiotikumet valinomycin , produceret af nogle svampe. Valinomycin er selektivt for kaliumioner . De komplekser, der dannes med det, opnår evnen til at trænge ind i de intercellulære membraner, hvilket fører til en krænkelse af kalium-natriumbalancen af mikroorganismer og deres død. [en]
Kategorier af molekyler forbundet med denne artikel
- Ligand - atomer, ioner eller funktionelle grupper forbundet med et bestemt center
- Chelater er multidentate ligander, der indeholder mere end ét donoratom.
- Cryptands - et molekyle med flere cyklusser
- Rotaxaner - makrocykler sat på håndvægtformede molekyler
- Catenan - molekylære ringe samlet i form af en kæde
- Molekylære knob - molekyler i form af en knude, såsom en trefoil
Makrocykliske molekyler
- annulenes - simple carbonhydridkonjugater
- calixarener er produkter af den cykliske oligomerisering af phenol med formaldehyd.
- Cucurbiturils er makrocykler bygget af seks glycoluril-fragmenter.
- Cyclodextriner er cykliske oligomerer af glucose.
- cyclopeptider og depsipeptider
- cyclofaner - kulbrinter bestående af mindst en aromatisk blok og en alifatisk kæde forbundet til den på en sådan måde, at der dannes en bro mellem dens to ikke-forbundne atomer. Et godt eksempel er morfin .
- kroneethere og deres azacrown- eller thiacrownetherderivater.
- porphyriner - opnået fra reaktionen af fire pyrroler og fire aldehyder. De er af stor biologisk betydning.
Litteratur
- ↑ IUPAC Gold Book internetudgave: "macrocycle".
- ↑ Milgrom, LR Livets farver: En introduktion til kemien af porfyriner og relaterede forbindelser . - New York: Oxford University Press , 1997. - ISBN 0-19-855380-3 . (hardbound)ISBN 0-19-855962-3(pbk.)
- ↑ DK Cabbines og DW Margerum (1969). "Makrocyklisk effekt på stabiliteten af kobber(II) tetraminkomplekser". J. Am. Chem. soc. 91: 6540-6541. https://dx.doi.org/10.1021/ja01051a091
- ↑ Melson, G.A., Ed. Koordinationskemi af makrocykliske forbindelser . - 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 molekylære tråde på overgangsmetaller (ubestemt) // 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" redigeret af Professor S. F. Dunaev, Academy, 2011. - 242 s.