Криптофан - Cryptophane
Криптофаны являются классом органический супрамолекулярные соединения изучены и синтезированы в первую очередь для молекулярная инкапсуляция и признание. Одно из возможных примечательных приложений криптофанов - инкапсуляция и хранение водород газ для потенциального использования в Топливный элемент автомобили. Криптофаны также могут служить контейнерами, в которых химики-органики могут проводить реакции которые в противном случае было бы трудно запустить в нормальных условиях. Благодаря уникальному молекулярное распознавание свойств, криптофаны также имеют большие перспективы как потенциально новый способ изучения связывания органических молекул с субстратами, особенно в том, что касается биологических и биохимический Приложения.[1]
Открытие
Криптофаны были открыты Андре Колле и Жаклин Габар в 1981 г.[2] когда эти исследователи создали, используя управляемый шаблонами синтез, первый криптофан, теперь известный как криптофан-A.
Структура
Криптофановые клетки образованы двумя чашеобразными [1.1.1] –ортоциклофан единиц (см. циклотривератрилен ),[3] соединены тремя мостами (обозначены Y). Есть также выбор периферийных заменителей R1 и R2 присоединены к ароматическим кольцам единиц. Большинство криптофанов демонстрируют два диастереомерный формы (син и анти), отличающиеся симметрия тип. Эта общая схема предлагает множество вариантов (Y, R1, R2и тип симметрии), с помощью которого можно изменять форму, объем и химические свойства обычно гидрофобного кармана внутри клетки, делая криптофаны пригодными для инкапсуляции многих типов малых молекул и даже химических реакций.
Основная классификация
В зависимости от структуры криптофановые клетки классифицируются в соответствии со следующей таблицей.[3]
| Структура | имя | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Мосты Y | R1 | R2 | анти | син | описано в |
| 3 × O (CX2)2O, где X - ЧАС или D | OCX3 | OCX3 | А | Brotin и другие.[4] | |
| 3 × O (CX2)2О | ОСН2CO2ЧАС | ОСН2CO2ЧАС | A3 | ||
| 3 × O (CX2)2О | ОСН3 | ЧАС | C | D | |
| 3 × O (CH2)3О | ОСН3 | ОСН3 | E | F | |
| 3 × O (CH2)3О | ОСН2CO2ЧАС | ОСН2CO2ЧАС | E3 | ||
| 3 × O (CH2)5О | ОСН3 | ОСН3 | О | п | |
| 3 × O (CH2)5О | ОСН2CO2ЧАС | ОСН2CO2ЧАС | O3 | ||
| 3 × ОСН2C≡CC≡CH2О | CH3 | CH3 | γ (гамма) | δ (дельта) | |
| 2 × O (CH2)2O, 1 × O (CH2)3О | ОСН3 | ОСН3 | 223 | ||
| 2 × O (CH2)3O, 1 × O (CH2)2О | ОСН3 | ОСН3 | 233 | ||
| 2 × O (CH2)2O, 1 × O (CH2)4О | ОСН3 | ОСН3 | 224 | ||
Симметрия
Изомер антикриптофана принадлежит к группе D3 точечная группа, а изомер синкриптофана принадлежит группе C3ч точечная группа.[5] Таким образом, обе молекулы не обладают дипольным моментом.
использованная литература
- ^ Palaniappan, K. K .; Francis, M. B .; Pines, A .; Веммер, Д. Е. Молекулярное зондирование с использованием ЯМР-спектроскопии гиперполяризованного ксенона. Isr. J. Chem. 2014, 54, 104-112.
- ^ Gabard, J .; Колле, А. (1981). «Синтез (D3) -бис (циклотривератриленил) макроклетка путем стереоспецифической репликации (C3) -субъединица ". Журнал химического общества, химические коммуникации. Королевское химическое общество (21): 1137–1139. Дои:10.1039 / C39810001137.
- ^ а б Холман, К. Трэвис (2004). «Криптофаны: молекулярные контейнеры». В Atwood, J. L .; Стид, Дж. У. (ред.). Энциклопедия супрамолекулярной химии. CRC Press. С. 340–348. Дои:10.1081 / E-ESMC. ISBN 0-8247-4723-2.
- ^ Бротен, Тьерри; Девич, Томас; Лесаж, Энн; Эмсли, Линдон; Колле, Андре (март 2001 г.). «Синтез меченного дейтерием криптофана-A и исследование динамики комплексообразования Xe @ Cryptophane с помощью экспериментов 1D-EXSY ЯМР». Химия: европейский журнал. 7 (7): 1561–1573. Дои:10.1002 / 1521-3765 (20010401) 7: 7 <1561 :: AID-CHEM1561> 3.0.CO; 2-9.
- ^ Питер Аткинс, Дж. Д. П., Физическая химия Аткинса. Оксфорд: 2010.