Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Цуканов Б.И. "Время в психике человека" (Медицина)

Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Яблоков Н.П. "Криминалистика" (Юриспруденция)
Реклама

Супрамолекулярная химия Том 2 - Стид Дж.В.

Стид Дж.В., Этвуд Дж.Л. Супрамолекулярная химия Том 2 — М.: Академкнига, 2007. — 416 c.
ISBN 978-5-94628-307-6
Скачать (прямая ссылка): supromolekulyarnayahimiyat22007.djvu
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 136 >> Следующая


С концепцией самосборки перекликается идея самовоспроизводства (репликация): возможности молекулы или организма создавать собственную копию. Анало-

* Уменьшение размеров компонентов электронных устройств. (Примеч. ред. перевода.) Синтез больших функциональных молекул или молекулярных ассоциатов, способных выполнять заданные операции. (Примеч. ред. перевода.)

7-СтидДж В.
"Jty-

|S78

7. Темплаты и самосборка

гия с биологическим (неполовым) воспроизводством очевидна, и возможность са-мовоспроизводства была предложена в качестве основного критерия жизни. Огромное количество примеров в природе демонстрирует, что самовоспроизводство — это реальное и на самом деле ничем не примечательное событие на молекулярном уровне. Деление биологической клетки включает расплетение двойной спирали ДНК и темплатный синтез дочерней цепи путем спаривания оснований за счет межцепных водородных связей. В результате образуется точная копия каждой отдельной цепи, а следовательно, и две новые двойные спирали. Единичная цепь ДНК содержит всю необходимую информацию для образования своей точной копии без ошибок и вариаций. Для сравнения: обычный синтез даже небольшого полинуклеотида постадийной конденсацией фосфатных остатков представляет собой фундаментальную задачу. В самом деле, решение этой задачи при синтезе олигонуклеотида путем полимеразной цепной реакции (polymerase chain reaction, PCR) — процесса, при котором небольшие количества олигонуклеотидов темплати-руют образование большого числа собственных копий, — послужило основанием для присуждения в 1993 г. Нобелевской премии по химии К. Мюллису (К. Mullis) за его работу в этой области (см. разд. 2.7.3). Мы уже ознакомились с действием тем-платного эффекта (см. разд. 3.8), когда катион металла используется в качестве простой сферической матрицы для сборки макроциклических органических лигандов. В этой главе мы рассмотрим намного более общие области применения темплатно-го эффекта и его предтечи - самосборки, включая синтез молекулярных узлов, ка-тенанов и ротаксанов, а также попытки получения искусственных абиотических (небиологических) самовоспроизводящихся систем.

tJ .1.2 Терминология

Перед тем, как мы познакомимся с природными и синтетическими темплатно-собирающимися и самособирающимися системами, важно договориться об определениях, которыми мы будем пользоваться. Большая часть терминологии супрамолекулярной химии все еще не устоялась, и многие термины еще не имеют четких определений. Ж.-М. Лен (J.-M. Lehn) предложил иерархический порядок терминов «темплатирование» (супрамолекулярное содействие синтезу, шаблониро-вание), «самосборка» и «самоорганизация». Вместе эти термины охватывают процессы, предоставляющие возможность запрограммированным молекулярным компонентам, или тектонам (от греч. «tekton» — строитель), объединяться самопроизвольно, строго определенным путем, образуя ансамбли, организация которых происходит в одном, двух или трех измерениях и, возможно, (хотя и не обязательно) во времени.

Мы уже убедились, что темплатный эффект (см. разд. 3.8) полезен в синтезе благодаря временному или постоянному привлечению «вспомогательных» частиц (например, катиона щелочного металла). Самосборка не обязательно должна включать стадию темплатирования с участием, например, катиона металла. Поэтому собственно темплатный эффект еще не является самосборкой, но, по определению Лена, ее можно рассматривать как «отдельную стадию самосборки, которая содержит несколько стадий, протекающих спонтанно в рамках одной операции». Среди про-
1 Л. Введение 579!

цессов самосборки мы должны различать молекулярную самосборку и супрамоле-кулярную самосборку. Молекулярная самосборка включает образование ковалентных связей как часть определенной химической процедуры, контролируемой сте-реохимическими параметрами реакции и конформационными характеристиками интермедиатов, например при получении макроциклов в результате конденсации аминов и альдегидов (см. схему 3.20) или криптандов (см. гл. 3). Супрамолекулярная самосборка подразумевает основанную на узнавании обратимую спонтанную ассоциацию ограниченного числа тектонов (молекулярные компоненты), протекающую под контролем сравнительно лабильных межмолекулярных нековалентных взаимодействий, таких, как координационные взаимодействия, водородные связи и диполь-дипольные взаимодействия. Обратимость супрамолекулярной самосборки — важное свойство конечных систем выбирать имеющиеся в распоряжении компоненты для образования термодинамически наиболее выгодной структуры. Все это обеспечивает возможность «залечивания» и самоисправления дефектов, как в биологических системах.

Интересен граничный случай между молекулярной (ковалентной) и супрамоле-кулярной самосборками при образовании фуллеренов, в частности C60 и C70, и родственных веществ, таких, например, как протяженные углеродные нанотрубки (рис. 7.1), протекающем в парах углерода при высоких температурах. Хотя, строго говоря, это пример необратимого образования ковалентных связей, однако в таких экстремальных условиях возможно обратимое образование даже сильных ковалентных связей, что в некоторой степени роднит их с более слабыми супрамолекуляр-ными взаимодействиями, реализующимися в обычных условиях.
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 136 >> Следующая