Makrotsükliliste

Makrotsüklilised ühendid on suurringilist struktuuri moodustavad molekulid, mille ring koosneb tavaliselt 8 või enam aatomist ning võib sisaldada nii süsinik- kui ka heteroaatomid. Sellise suurusega ring annab molekulile ruumilise preorganiseerituse, mis kajastub kõrgemal afiinsusel ja spetsiifilisel siduvusel konkreetsete vastuvõtjate suhtes, näiteks ioonide või väikeste molekulide osas.

Makrotsükliliste ühendite näited hõlmavad kroon-eterid, porfiinid, tsüklodextriinid, kalixarenid ja kryptandid. Need rühmad esindavad erinevaid ruumilisi skeeme ja funktsionaalseid omadusi: kroon-eterid seovad tõhusalt katione, porfiinid moodustavad keskseid metallide sidumis- ja katalüüsikeskusi, tsüklodextriinid toimivad hülgamis-ruumidena, kalixarenid ja kryptandid pakuvad laia host–guest rakenduste spektrit.

Süntees on väljakutse, kuna ringi sulgumise entropiline kulu on suur. Seetõttu kasutatakse sageli templaatset sünteesi ja madala kontsentratsiooniga reaktsioone, mis suurendavad ringi moodustumise tõenäosust. Makrotsüklilise efekti tõttu on makrotsüklilised ringid tihti kaasatamas kõrgema sidumisjõuga kui nende lineaarsetel lähteainetel.

Rakendused hõlmavad molekulaarset vastuvõtmist ja selektiivset sidumist (host–guest keemia), katalüüsi, ravimite kohaletoimetamist ja sensorite arendust, samuti materjalitehnoloogiat, kus makrotsüklid pakuvad ruumilist kontrolli ja stabiilsust.

Historia: 1960-ndatel avastas Pedersen kroon-eterid, mis andis aluse makrotsüklilise keemia arengule. Alates sellest on makrotsüklilised ühendid saanud keskseks teemas host–guest keemias ning laialdastes rakendustes.