Molekülpaketen

Molekülpakete bezeichnet man in der Chemie und in angrenzenden Disziplinen als diskrete Einheiten, die aus mehreren Molekülen bestehen und durch nicht-kovalente Wechselwirkungen zu einer definierten Struktur zusammengesetzt sind. Solche Assemblies entstehen primär durch Selbstorganisation und weisen oft eine bestimmte Zusammensetzung, Geometrie und Funktionalität auf. Typische Bindungskräfte sind Wasserstoffbrücken, π–π-Stacking, Van-der-Waals-Kräfte und elektrostatische Wechselwirkungen. Durch Variation der Baugruppen, des Lösungsmitteltyps, der Temperatur oder der Konzentration lassen sich Größe, Form und Stabilität der Molekülpakete steuern.

Zu den häufigsten Formen gehören kapselartige Strukturen und Host-Guest-Komplexe, bei denen ein Host-Molekül einen oder mehrere Gäste einschließt. Größere Einheiten wie Mikellen, Vesikel oder Nanokapseln fallen ebenfalls in den Bereich der Molekülpakete. Im Gegensatz zu kovalent verknüpften Verbindungen sind Molekülpakete meist reversibel und oft stimulusabhängig; sie können sich unter veränderten Umweltbedingungen neu ordnen.

Anwendungen reichen von der Medikamentenabgabe über Katalyse in beschränkten Reaktionsräumen bis hin zu Sensorik und Nanotechnologie. In der Biochemie dienen sie als Modelle für Enzymzentren oder erleichtern Reaktionen in begrenzten Räumen. Charakterisierungsmethoden umfassen Kernspinresonanzspektroskopie, Massenspektrometrie, Röntgenstrukturanalyse, ITC sowie Mikroskopie-Techniken wie TEM oder AFM.

Der Begriff wird in der deutschsprachigen Literatur der Supramolekularchemie verwendet und spiegelt das Bestreben wider, Moleküle systematisch als zusammengesetzte Funktionsbausteine zu verstehen.