Криптофан
Криптофаны представляют собой класс органических супрамолекулярных соединений, изучаемых и синтезируемых в первую очередь для молекулярной инкапсуляции и распознавания. Одним из возможных примечательных применений криптофанов является инкапсуляция и хранение газообразного водорода для потенциального использования в автомобилях на топливных элементах . Криптофаны также могут служить контейнерами, в которых химики-органики могут проводить реакции , которые в противном случае было бы трудно провести в обычных условиях. Благодаря своим уникальным свойствам молекулярного распознавания криптофаны также имеют большие перспективы в качестве потенциально нового способа изучения связывания органических молекул с субстратами, особенно в отношении биологических и биохимических приложений. [ 1 ]
Открытие
[ редактировать ]Криптофаны были открыты Андре Колле и Жаклин Габар в 1981 году. [ 2 ] когда эти исследователи создали, используя синтез, управляемый шаблонами, первый криптофан, теперь известный как криптофан-А.
Структура
[ редактировать ]Криптофановые клетки образованы двумя чашеобразными [1.1.1]-ортоциклофановыми единицами (см. циклотривератрилен ), [ 3 ] соединены тремя мостами (обозначены Y ). Также возможен выбор периферийных заместителей R1 и R2, присоединенных к ароматическим кольцам звеньев. Большинство криптофанов имеют две диастереомерные формы ( син и анти ), отличающиеся типом симметрии . Эта общая схема предлагает множество вариантов ( Y , R1 , R2 и тип симметрии), с помощью которых можно изменить форму, объем и химические свойства обычно гидрофобного кармана внутри клетки, что делает криптофаны подходящими для инкапсулирования многих типов малых молекул. и даже химические реакции.
Общая классификация
[ редактировать ]В зависимости от структуры криптофановые клетки классифицируются согласно следующей таблице. [ 3 ]
| Структура | Имя | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Мосты Y | Р1 | Р2 | анти | его | описано в |
| 3 × O(CX 2 ) 2 O, где X — H или D | ОСХ 3 | ОСХ 3 | А | Бротин и др. [ 4 ] | |
| 3 × О(CX 2 ) 2 О | ОЧ 2 СО 2 Н | ОЧ 2 СО 2 Н | А3 | ||
| 3 × О(CX 2 ) 2 О | ОЧ 3 | ЧАС | С | Д | |
| 3 х О(СН 2 ) 3 О | ОЧ 3 | ОЧ 3 | И | Ф | |
| 3 х О(СН 2 ) 3 О | ОЧ 2 СО 2 Н | ОЧ 2 СО 2 Н | Е3 | ||
| 3 × О(СН 2 ) 5 О | ОЧ 3 | ОЧ 3 | ТО | П | |
| 3 × О(СН 2 ) 5 О | ОЧ 2 СО 2 Н | ОЧ 2 СО 2 Н | О3 | ||
| 3 × OCH 2 C≡CC≡CH 2 O | СН 3 | СН 3 | γ (гамма) | δ (дельта) | |
| 2 × О(СН 2 ) 2 О, 1 × О(СН 2 ) 3 О | ОЧ 3 | ОЧ 3 | 223 | ||
| 2 × О(СН 2 ) 3 О, 1 × О(СН 2 ) 2 О | ОЧ 3 | ОЧ 3 | 233 | ||
| 2 × О(СН 2 ) 2 О, 1 × О(СН 2 ) 4 О | ОЧ 3 | ОЧ 3 | 224 | ||
Симметрия
[ редактировать ]Изомер антикриптофана принадлежит к точечной группе D3 , а изомер синкриптофана принадлежит к точечной группе C3h . [ 5 ] Таким образом, обе молекулы не обладают дипольным моментом.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Паланиаппан, КК; Фрэнсис, МБ; Пайнс, А.; Веммер, Д.Е. Молекулярное зондирование с использованием ЯМР-спектроскопии гиперполяризованного ксенона. Иср. Дж. Хим. 2014, 54, 104−112.
- ^ Габар, Дж.; Колле, А. (1981). «Синтез ( D 3 )-бис (циклотривератриленил) макроклетки путем стереоспецифической репликации ( C 3 )-субъединицы». Журнал Химического общества, Химические коммуникации (21). Королевское химическое общество : 1137–1139. дои : 10.1039/C39810001137 .
- ^ Jump up to: а б Холман, К. Трэвис (2004). «Криптофаны: молекулярные контейнеры». В Этвуде, JL; Стид, Дж.В. (ред.). Энциклопедия супрамолекулярной химии . ЦРК Пресс . стр. 340–348. doi : 10.1081/E-ESMC (неактивен 16 июля 2024 г.). ISBN 0-8247-4723-2 .
{{cite book}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на июль 2024 г. ( ссылка ) - ^ Бротен, Тьерри; Девич, Томас; Лесаж, Энн ; Эмсли, Линдон ; Колле, Андре (март 2001 г.). «Синтез меченного дейтерием криптофана-А и исследование динамики комплексообразования Xe@Cryptophane с помощью экспериментов 1D-EXSY ЯМР». Химия: Европейский журнал . 7 (7): 1561–1573. doi : 10.1002/1521-3765(20010401)7:7<1561::AID-CHEM1561>3.0.CO;2-9 . ПМИД 11330913 .
- ^ Питер Аткинс, JDP, Физическая химия Аткинса . Оксфорд: 2010.