Rotaxany

Grafické znázornění rotaxanu
Struktura rotaxanu obsahujícího cyklobis(paraquat-p-fenylen)ový makrocyklus[1]

Rotaxany jsou skupiny molekul, kde je jedna molekula ve tvaru činky obklopena makrocyklem.[2] Obě složky se od sebe oddělují obtížně, protože konce činky jsou rozměrnější než vnitřní průměr kruhu a zamezují tak oddělení složek, které by vyžadovalo výrazné narušení kovalentních vazeb.

Většina výzkumu rotaxanů a jiných podobných struktur, jako jsou katenany, se zaměřuje na jejich přípravu a na využití jako molekulární stroje; rotaxany se ale také vyskytují v přírodních peptidech.

Za objev rotaxanů byla v roce 2016 udělena Nobelova cena za chemii Fraseru Stoddartovi.[2][3]

Příprava

První příprava rotaxanu byla popsána v roce 1967.[4] K získání rotaxanů ve využitelných množstvích se makrocykly napojují na pevné podklady, nechají se 70krát reagovat s oběma polovinami činky a odštěpí od pokladu; výtěžnosti dosahují 6 %. Vyšších výtěžků lze dosáhnout předpřipravením výchozích látek pomocí tvorby vodíkových vazeb, koordinace na kovy, hydrofobních sil, kovalentních vazeb nebo coulombických sil. Třemi nejčastějšími způsoby přípravy rotaxanů jsou „přikrytí“, „odstřižení“ a „sklouznutí“,[5] ale jsou známy i jiné.[6][7] V roce 2007 byl objeven nový postup tvorby mechanicky navzájem zamknutých struktur pomocí katalýzy přechodnými kovy.[8]


Názvosloví

Názvosloví rotaxanů se odvozuje od počtu složek rotaxanu, který se vkládá do závorek a vytváří předponu;[9] rotaxan obsahující jednu činkovitou molekulu a jeden makrocyklus se tak označuje jako [2]rotaxan.

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Rotaxane na anglické Wikipedii.

  1. ↑ BRAVO, José A.; RAYMO, Françisco M.; STODDART, J. Fraser; WHITE, Andrew J. P.; WILLIAMS, David J. High Yielding Template-Directed Syntheses of [2]Rotaxanes. Eur. J. Org. Chem.. 1998, s. 2565–2571. DOI 10.1002/(SICI)1099-0690(199811)1998:11<2565::AID-EJOC2565>3.0.CO;2-8. (anglicky) 
  2. ↑ a b BOBŮRKOVÁ, Eva. Nobelova cena 2016 za chemii: Molekuly strojem. Autem. Výtahem. Časopis Vesmír [online]. 2016-10-05 [cit. 2024-01-21]. Dostupné online. 
  3. ↑ The Nobel Prize in Chemistry 2016. NobelPrize.org [online]. [cit. 2024-01-21]. Dostupné online. (anglicky) 
  4. ↑ HARRISON, Ian Thomas; HARRISON, Shuyen. Synthesis of a stable complex of a macrocycle and a threaded chain. Journal of the American Chemical Society. 1967, s. 5723–5724. DOI 10.1021/ja00998a052. (anglicky) 
  5. ↑ Aricó, F. Templates in Chemistry II. [s.l.]: [s.n.], 2005. ISBN 978-3-540-23087-8. DOI 10.1007/b104330. Kapitola Templated Synthesis of Interlocked Molecules, s. 203–259. (anglicky) 
  6. ↑ YOON, I.; NARITA, M.; SHIMIZU, T.; ASAKAWA, M. Threading-Followed-by-Shrinking Protocol for the Synthesis of a [2]Rotaxane Incorporating a Pd(II)-Salophen Moiety. Journal of the American Chemical Society. 2004, s. 16740–16741. DOI 10.1021/ja0464490. PMID 15612709. (anglicky) 
  7. ↑ KAMETA, N.; HIRATANI, K.; NAGAWA, Y. A novel synthesis of chiral rotaxanes via covalent bond formation. Chemical Communications. 2004, s. 466–467. DOI 10.1039/b314744d. PMID 14765261. (anglicky) 
  8. ↑ AUCAGNE, V.; BERNA, J.; CROWLEY, J. D.; GOLDUP, S. M.; HÄNNI, K. D.; LEIGH, D. A.; LUSBY, P. J. Catalytic "active-metal" template synthesis of [2]rotaxanes, [3]rotaxanes, and molecular shuttles, and some observations on the mechanism of the Cu(I)-catalyzed azide-alkyne 1,3-cycloaddition. Journal of the American Chemical Society. 2007, s. 11950–11963. DOI 10.1021/ja073513f. PMID 17845039. (anglicky) 
  9. ↑ YERIN, Andrey; WILKS, Edward S.; MOSS, Gerard P.; HARADA, Akira. Nomenclature for Rotaxanes and Pseudorotaxanes (IUPAC Recommendations 2008). Pure and Applied Chemistry. 2008, s. 2041–2068. DOI 10.1351/pac200880092041. (anglicky) 

Související články

  • Katenany
  • Molekulární Borromeanovy kruhy
  • Polyrotaxany

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

Rotaxane cartoon.jpg
Autor:

M Stone na projektu Wikipedie v jazyce angličtina

Later versions were uploaded by M stone at en.wikipedia., Licence: GFDL
Graphical representation of a rotaxane.
Rotaxane Crystal Structure EurJOrgChem page2565 year1998.png
(c) M stone from en.wikipedia.org, CC BY-SA 3.0
Based on File:Rotaxane Crystal Structure EurJOrgChem page2565 year1998.jpg