Pendul molecular

Exemplu de pendul molecular în care un macrociclu (verde) se mișcă între două stații (galben).

În chimia supramoleculară, un pendul molecular este un tip special de mașină moleculară care este capabilă să transporte molecule sau ioni dintr-un loc în altul. Această zonă de cercetare este relevantă pentru nanotehnologie în dezvoltarea conexiunilor electronice pe nanoscală și, de asemenea, pentru biologie , unde funcțiile biochimice se bazează pe penduluri moleculare. Există un interes academic în sinteza unor astfel de compuși, al căror prim prototip a fost descris în 1991 și se bazează pe rotaxani .

Acest dispozitiv se bazează pe o conexiune constând dintr-un lanț de etilen glicol delimitat de două inele de benzen , așa-numitele stații. Punctele finale sau dopurile acestui cablu sunt grupări voluminoase triisopropilsilil . Perla de pe coardă este un ciclofan cu încărcare pozitivă cvadruplă , format din două grupări bipiridine și două grupări fenil . Margeaua este atrasă de una dintre stații prin interacțiunile π-π, dar din moment ce energia de activare pentru mișcarea de la o stație la alta este de numai 54 kJ / mol, mărgeaua se deplasează între cele două. Dopurile împiedică căderea perlei. Sinteza chimică a acestui dispozitiv se bazează pe autoorganizarea moleculară dintr-un lanț și două fragmente de perle. Randamentul reacției este de 32%.

Educte pentru un pendul molecular
Pendulul molecular

Multe comutatoare moleculare au, de asemenea, două stații inegale.

literatură

  • J.-M. Lehn: Chimie supramoleculară: concepte și perspective. VCH, Weinheim 2015, ISBN 978-3-527-29312-4 .
  • F. Vögtle: Chimie supramoleculară . Teubner, Stuttgart 1992, ISBN 3-519-13502-7 .
  • Sundus Erbas-Cakmak, David A. Leigh, Charlie T. McTernan, Alina L. Nussbaumer: Mașini artificiale moleculare . În: Revizuiri chimice . bandă 115 , nr. 18 , 23 septembrie 2015, p. 10081-10206 , doi : 10.1021 / acs.chemrev.5b00146 .
  • Richard A. Bissell, Emilio Córdova, Angel E. Kaifer, J. Fraser Stoddart: O navetă moleculară comutabilă chimic și electrochimic . În: Natura . bandă 369 , nr. 6476 , 12 mai 1994, pp. 133-137 , doi : 10.1038 / 369133a0 .
  • A. Credi: Mașini și motoare moleculare A2 . În: David L. Andrews, Gregory D. Scholes, Gary P. Wiederrecht (Eds.): Nanoscience și tehnologie cuprinzătoare . Vol. 4. Academic Press, Amsterdam 2011, ISBN 978-0-12-374396-1 , 4.12, pp. 339-382 , doi : 10.1016 / B978-0-12-374396-1.00133-1 .
  • Marcos Gómez-López, J. Fraser Stoddart: Nanomachine moleculare și supramoleculare A2 . În: Hari Singh Nalwa (Ed.): Manual de materiale nanostructurate și nanotehnologie . Academic Press, Burlington 2000, ISBN 978-0-12-513760-7 , Capitolul 3, pp. 225-275 , doi : 10.1016 / B978-012513760-7 / 50055-1 .

Dovezi individuale

  1. ↑ Pier Lucio Anelli, Neil Spencer, J. Fraser Stoddart : O navetă moleculară . În: Journal of the American Chemical Society . bandă 113 , nr. 13 , 1 iunie 1991, pp. 5131-5133 , doi : 10.1021 / ja00013a096 .