Chemia supramolekularna

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Kryptat potasu – supramolekularny kompleks kryptandu [2.2.2] z kationem potasu (atomy tlenu – kolor czerwony; atomy azotu – kolor niebieski

Chemia supramolekularna – dział chemii organicznej zajmującej się strukturami złożonymi z wielu podjednostek, które powstają samorzutnie na skutek słabych oddziaływań międzycząsteczkowych takich jak: siły van der Waalsa, słabe wiązania wodorowe, oddziaływania π-π (nazywanych także stackingiem) i oddziaływania elektrostatyczne lub poprzez wzajemne mechaniczne zaplecenie. Ponadto poszczególne elementy układów supramolekularnych mogą także być połączone za pomocą klasycznych wiązań kowalencyjnych, ale, w odróżnieniu od "klasycznej" chemii organicznej, chemia supramolekularna skupia się na słabych oddziaływaniach niekowalencyjnych.

Cząsteczka (molekuła) – neutralna elektrycznie grupa dwóch lub więcej atomów utrzymywanych razem kowalencyjnym wiązaniem chemicznym. Cząsteczki różnią się od cząstek (np. jonów) brakiem ładunku elektrycznego. Jednakże, w fizyce kwantowej, chemii organicznej i biochemii pojęcie cząsteczka jest zwyczajowo używane do określania jonów wieloatomowych.Reakcja redoks – każda reakcja chemiczna, w której dochodzi zarówno do redukcji, jak i utleniania. Termin redoks jest zbitką wyrazową słów redukcja i oksydacja.

Do ważnych koncepcji, które odgrywają duże znaczenie w tej dyscyplinie naukowej należy wymienić:

  • samoorganizację cząsteczek
  • zwijanie się układów biopolimerycznych
  • rozpoznanie molekularne
  • dynamiczną chemię kombinatoryczną
  • Badanie oddziaływań niekowalencyjnych jest kluczowe dla zrozumienia praktycznie wszystkich procesów zachodzących w żywych komórkach. Bardzo wiele makrocząsteczkowych układów biologicznych stanowiło inspirację dla podobnych układów stworzonych przez ludzi.

    Biotyna (łac. Biotinum; z greki bios = życie, inaczej witamina H zwana też witaminą B7) – organiczny związek chemiczny o budowie heterocyklicznej występujący w organizmach zwierzęcych i roślinnych. Stanowi ona koenzym kilku różnych enzymów. Jest niezbędnym składnikiem enzymów – karboksylaz biotynozależnych. Uczestniczy w przenoszeniu grupy karboksylanowej (-COO) z anionu wodorowęglanu na różne związki organiczne, zależnie od rodzaju danej karboksylazy. Zaliczana jest do witamin rozpuszczalnych w wodzie. Składa się z pierścieni: tiofenowego i imidazolidynowego.Stopień utlenienia (liczba utlenienia) – formalna wartość ładunku atomu w związku chemicznym przy założeniu, że wszystkie wiązania chemiczne w danej cząsteczce mają charakter wiązań jonowych. Suma stopni utlenienia wszystkich atomów w cząsteczce obojętnej oraz dla wolnych pierwiastków wynosi 0, a w jonach ma wartość ładunku jonu.

    Wiele cząsteczek ma skłonność do spontanicznego łączenia się w regularne struktury, które często mają inne własności niż wolne, wyjściowe cząsteczki. Typowym przykładem struktury nadcząsteczkowej jest helisa DNA, która składa się z dwóch polimerycznych cząsteczek kwasów nukleinowych połączonych razem stosunkowo słabymi wiązaniami wodorowymi.

    Przeciwciała, immunoglobuliny – rodzaj białek wydzielanych przez komórki plazmatyczne (czyli pobudzone limfocyty B) w przebiegu odpowiedzi odpornościowej typu humoralnego. Charakteryzują się one zdolnością do swoistego rozpoznawania antygenów.Błona komórkowa, plazmolema, plazmolemma (cytolemma, plasmolemma) – półprzepuszczalna błona biologiczna oddzielająca wnętrze komórki od świata zewnętrznego. Jest ona złożona z dwóch warstw fosfolipidów oraz białek, z których niektóre są luźno związane z powierzchnią błony (białka peryferyjne), a inne przebijają błonę lub są w niej mocno osadzone białkowym lub niebiałkowym motywem (białka błonowe).

    Chemia supramolekularna zajmuje się z jednej strony badaniem już istniejących, naturalnych struktur supramolekularnych, takich jak antybiotyki jonoforowe, błony komórkowe, kwasy nukleinowe, czy kompleksy enzymów z koenzymami, a z drugiej projektowaniem i syntezą zupełnie nowych, nie występujących w naturze struktur, takich jak suche kolumnowe elektrolity, nanorurki, ciekłe kryształy, dendrymery, związki makrocykliczne (np. etery koronowe) i wiele innych.

    Wić – (łac. flagellum, l.mn. flagella), organellum ruchu wyrastające z powierzchni komórki u niektórych mikroorganizmów, bakterii, pierwotniaków, niższych roślin i komórek zwierząt, np. u wiciowców, młodocianych korzenionóżek, promienionóżek, komórek kołnierzykowo-biczykowatych gąbek, plemników.Synteza asymetryczna - reakcja chemiczna, w której następuje wytworzenie nowego centrum stereogenicznego o ustalonej konfiguracji absolutnej. Zwykle centrum stereogenicznym jest węgiel asymetryczny (atom węgla z czterema różnymi podstawnikami).

    Historia[ | edytuj kod]

    Występowanie oddziaływań międzycząsteczkowych było postulowane przez van der Waalsa w 1873, jednak pierwszą koncepcją zgodną z filozofią chemii supramolekularnej był mechanizm "zamka i klucza", zaproponowany w 1890 przez laureata Nagrody Nobla, Emila Fischera, do wyjaśnienie rozpoznawania substratu przez enzym. Dalszy rozwój badań nad oddziaływaniami międzycząsteczkowymi miał miejsce na początku XX wieku wraz z odkryciem wiązań wodorowych.

    Micele to cząstki występujące w trwałych emulsjach. Tworzą je związki chemiczne o własnościach amfifilowych. Micele są kulistymi tworami zawierającymi od kilkudziesięciu do kilkuset cząsteczek.Fotoizomeryzacja to reakcja polegająca na przemianie danego związku chemicznego w jego inny izomer pod wpływem światła. Zjawisko takie można zaobserwować dla barwników organicznych i innych związków absorbujących światło np. stilben, czy azobenzen. Wykorzystywane jest ono do tworzenia optycznych nośników pamięci.

    Wykorzystanie tych informacji umożliwiło znacznie lepsze zrozumienie budowy białek i kwasów nukleinowych, uwieńczone odkryciem struktury DNA przez Jamesa Watsona i Francisa Cricka w 1953. W tym okresie rozpoczęto też badania oraz syntezę sztucznych układów opartych na oddziaływaniach niekowalencyjnych takich jak micele i mikroemulsje. Kolejnym przełomem była synteza eterów koronowych dokonana przez Charlesa J. Pedersena w latach 60. W oparciu o te badania kolejni chemicy, tacy jak Donald J. Cram, Jean-Marie Lehn i Fritz Vogtle, otrzymali różnego rodzaju sztuczne receptory jonów oraz układy mechanicznie splecione.

    Ruten (Ru, łac. ruthenium) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych (żelazowców) w układzie okresowym. Pierwiastek ten nie ma własnych minerałów, występuje głównie w stanie wolnym razem z innymi platynowcami, najczęściej w rudach siarczkowych żelaza, chromu i niklu. Zawartość w skorupie ziemskiej wynosi 5·10% wag. Tworzy głównie związki kompleksowe, ale znane są też proste związki tego pierwiastka.Aktyna – kurczliwe białko budujące filamenty cienkie miofibryli oraz mikrofilamenty. Wraz z miozyną tworzy aktomiozynę. Występuje w dwóch postaciach:

    Znaczenie tej dyscypliny znacznie wzrosło po tym, jak w 1987 Donald J. Cram, Jean-Marie Lehn oraz Charles J. Pedersen otrzymali za swoje badania Nagrodę Nobla z chemii.

    Obecnie chemia supramolekularna jest bardzo dynamicznie rozwijającą się dziedziną chemii. Współczesne układy supramolekularne są wyrafinowane i złożone, a niektóre z nich stanowią maszyny molekularne, wzorowane na takich biocząsteczkach jak białka motoryczne lub syntaza ATP. Ponadto obserwuje się coraz częstsze wykorzystanie zdobyczy elektrochemii i fotochemii do projektowania nowych układów supramolekularnych.

    Alkohole – związki organiczne zawierające jedną lub więcej grup hydroksylowych połączonych z atomem węgla w hybrydyzacji sp.Chemia obliczeniowa – dziedzina chemii teoretycznej, która stosuje programy do modelowania molekularnego implementujące metody chemii kwantowej do rozwiązywania rzeczywistych problemów chemicznych, takich jak przewidywanie właściwości fizyko-chemicznych cząsteczek; izolowanych lub w układach ponadcząsteczkowych.


    Podstrony: 1 [2] [3] [4] [5]




    Warto wiedzieć że... beta

    Hermann Emil Fischer (ur. 9 października 1852 w Euskirchen, zm. 15 lipca 1919 w Berlinie), niemiecki chemik. Zginął śmiercią samobójczą, której powodem była długotrwała depresja po tym jak w I wojnie zginęli jego dwaj synowie.
    Białka motoryczne (białka kroczące, białka transportowe) - rodzina białek enzymatycznych wykazująca zdolność do generowania ruchu dzięki hydrolizie ATP.
    Cyklodekstryny to węglowodany z grupy dekstryn. Najbardziej rozpowszechnione α-, β- i γ-cyklodekstryna składają się odpowiednio z 6,7 lub 8 merów glukozowych, połączonych wiązaniami α-1,4-acetalowymi, tworzących razem strukturę cykliczną.
    Chemia organiczna – dziedzina chemii zajmująca się badaniem budowy, właściwości oraz reakcji związków chemicznych zawierających węgiel, a także opracowywaniem różnorodnych metod syntezy tych połączeń. Ponadto związki organiczne zawierać mogą atomy innych pierwiastków, takich jak wodór, tlen, azot, fosfor, krzem oraz siarka.
    Ligand, addend – atom, cząsteczka lub anion w związkach kompleksowych, który jest przyłączony bezpośrednio do atomu centralnego lub kationu centralnego, zwanego centrum koordynacji albo rdzeniem kompleksu. Pojęcie ligandu (jak również atomu centralnego) nie jest jednoznaczne i w wielu przypadkach jest kwestią umowną. W chemii organicznej określenie ligand jest stosowane wymiennie z określeniem podstawnik.
    Science – recenzowane czasopismo naukowe wydawane przez American Association for the Advancement of Science. Ukazuje się jako tygodnik ilustrowany.
    Grupa funkcyjna (podstawnik) – szczególnie aktywna część cząsteczki, która jest odpowiedzialna za jej sposób reagowania w danej reakcji.

    Reklama