ensamblaje supramolecular
Un ensamblaje supramolecular es un complejo de moléculas unidas por enlaces no covalentes . Si bien un ensamblaje supramolecular puede estar compuesto simplemente por dos moléculas (p. ej., una doble hélice de ADN o un compuesto de inclusión ), o un número definido de moléculas que interactúan estequiométricamente dentro de un complejo cuaternario, se usa más a menudo para denotar complejos más grandes compuestos por números indefinidos. de moléculas que forman especies similares a esferas, varillas o láminas. Coloides , cristales líquidos , condensados biomoleculares , micelas , liposomas y membranas biológicasson ejemplos de agregados supramoleculares. [3] Las dimensiones de los ensamblajes supramoleculares pueden variar desde nanómetros a micrómetros. Por lo tanto permiten el acceso a los objetos a nanoescala usando una de abajo hacia arriba enfoque en mucho menos pasos que una sola molécula de dimensiones similares.
El proceso por el cual se forma un ensamblaje supramolecular se denomina autoensamblaje molecular . Algunos tratan de distinguir el autoensamblaje como el proceso por el cual las moléculas individuales forman el agregado definido. La autoorganización , entonces, es el proceso por el cual esos agregados crean estructuras de orden superior. Esto puede resultar útil cuando se habla de cristales líquidos y copolímeros de bloque .
Como se estudió en química de coordinación , los iones metálicos (generalmente iones de metales de transición ) existen en solución unidos a ligandos. En muchos casos, la esfera de coordinación define geometrías que conducen a reacciones entre ligandos o que involucran ligandos y otros reactivos externos.
Charles Pedersen describió una plantilla de iones metálicos bien conocida en su síntesis de varios éteres corona utilizando cationes metálicos como plantilla. Por ejemplo, 18-corona-6 coordina fuertemente el ion potasio, por lo que se puede preparar a través de la síntesis del éter de Williamson utilizando el ion potasio como metal molde.
Los iones metálicos se utilizan con frecuencia para el ensamblaje de grandes estructuras supramoleculares. Los marcos orgánicos metálicos (MOF) son un ejemplo. [4] Los MOF son estructuras infinitas donde el metal sirve como nodos para conectar ligandos orgánicos entre sí. Los SCC son sistemas discretos en los que metales y ligandos seleccionados se autoensamblan para formar complejos supramoleculares finitos, [5] por lo general, el tamaño y la estructura del complejo formado pueden determinarse por la angularidad de los enlaces metal-ligando elegidos.
El ensamblaje supramolecular asistido por enlaces de hidrógeno es el proceso de ensamblaje de pequeñas moléculas orgánicas para formar grandes estructuras supramoleculares mediante interacciones de enlaces de hidrógeno no covalentes. La direccionalidad, la reversibilidad y la fuerte naturaleza de enlace del enlace de hidrógeno lo convierten en un enfoque atractivo y útil en el ensamblaje supramolecular. Los grupos funcionales como los ácidos carboxílicos , las ureas , las aminas y las amidas se utilizan comúnmente para ensamblar estructuras de orden superior mediante enlaces de hidrógeno.
