Супрамолекулярная химия - В 2-x томах - Том 1 - Стид Дж. В., Этвуд Дж. Л.

Название: Супрамолекулярная химия - В 2-x томах - Том 1. 2007.
Автор: Стид Дж. В., Этвуд Дж. Л.
Книга является всеобъемлющим изданием в области супрамолекулярной химии и по разностороннему освещению ее фундаментальных и прикладных аспектов, и по ясному и четкому изложению ее основных концепций, понятий, определений. Большое внимание уделено состоянию и перспективам развития основных разделов супрамолекулярной химии.
Рассмотрены невалентные взаимодействия, создание супрамолекулярных ансамблей, вопросы современной химии краун-соединений и антикраунов, фуллеренов, геликатов, дендримеров, супрамолекулярных фото- и биоактивных структур, твердых и жидких кристаллов, химических сенсоров, нелинейно-оптических материалов и молекулярных устройств, а также вопросы химии жизненно важных процессов. Предлагаемая книга - ценное руководство для становления и развития супрамолекулярной химии в нашей стране. Эта монография может служить учебником для молодых специалистов.
Для специалистов различных областей, студентов, аспирантов и преподавателей высших учебных заведений.

Супрамолекулярная химия - одна из наиболее популярных, стремительно развивающихся областей экспериментальной химии. Кто только ею не занимается! Она привлекает исследователей своей наглядностью и позволяет истолковывать обычные понятия на молекулярном уровне. По своей природе она крайне междисциплинарна. Химики, биохимики, биологи, экологи, инженеры, физики, математики и ученые других специальностей, занимающиеся супрамолекулярной химией, разрушают традиционные границы своих дисциплин и вместе идут к определенной цели. Чрезвычайный размах этих исследований и породил среди специалистов шутку о том, что «в наши дни все вокруг кажется супрамолекулярным». Эта шутка сродни знаменитой шутке некоторых неоргаников, определяющих свою область как «химию всех элементов за исключением какого-то там углерода».
Том 1.
ОГЛАВЛЕНИЕ
1 Общие представления 27
1.1 Определение и развитие супрамолекулярнои химии 27
1.1.1 Что такое супрамолекулярная химия? 27
1.1.2 Химия «хозяин-гость» 28
1.1.3 Развитие представлений 30
1.2 Классификация супрамолекулярных соединений хозяин-гость 32
1.3. Рецепторы, координация и аналогия «замок-ключ» 34
1.4 Хелатный и макроциклический эффекты 35
1.5 Предорганизация и комплементарность 40
1.6 Термодинамическая и кинетическая селективность 41
l.7 Природа супрамолекулярных взаимодействий 48
1.7.1 Ион-ионные взаимодействия (100-350 кДж-моль-1) 48
1.7.2 Ион-дипольные взаимодействия (50-200 кДж-моль-1) 50
1.7.3 Диполь-дипольные взаимодействия (5-50 кДжмоль-1) 51
1.7.4 Водородная связь (4-120 кДж-моль-1) 51
1.7.5 Катион-я-взаимодействия (5-80 кДж-моль-1) 53
1.7.6 л-л-Стэкинг-взаимодействия (0-50 кДж-моль-1) 55
1.7.7 Силы Ван-дер-Ваальса (<5 кДж-моль"1; переменные) 57
1.7.8 Плотная упаковка в твердом состоянии 58
1.7.9 Гидрофобные эффекты 58
1.8 Супрамолекулярное конструирование хозяина 60
2. Супрамолекулярная химия жизни 64
2.1 Катионы щелочных металлов в биохимии 65
2.1.1 Мембранные потенциалы 65
2.1.2 Мембранный транспорт 68
2.1.3 Родопсин: супрамолекулярное фотонное устройство 76
2.2 Порфириновые и тетрапиррольные макроциклы 78
2.3 Супрамолекулярные особенности фотосинтеза в растениях 79
2.3.1 Роль тетрапиррольных комплексов магния 79
2.3.2 Окисление воды до кислорода, катализированное марганцем 85
2.4 Связьшание и транспорт кислорода гемоглобином 88
2.5 Кофермент В12 96
2.6 Нейротрансмиттеры и гормоны 99
2.7 ДНК
2.7.1 Структура и функции ДНК 101
2.7.2 Направленный мутагенез 108
2.7.3 Полимеразная цепная реакция 109
2.7.4 Связывание с ДНК ПО
2.8 Биохимическая самосборка 115
2.9 Виагра: по ту сторону газетной шумихи 117
3. Хозяева, связывающие катионы 121
3.1 Краун-эфиры 121
3.1.1 Открытие и область применения 121
3.1.2 Синтез 124
3.2 Лариат-эфиры и поданды 126
3.2.1 Поданды 126
3.2.2 Лариат-эфиры 129
3.2.3 Бибрахиальные лариат-эфиры 132
3.3 Криптанды 132
3.4 Сферанды 136
3.5 Номенклатура 140
3..6 Поведение растворов 143
3.6.1 Растворимость 143
3.6.2 Применение растворов 144
3.7 Селективность катионного комплексообразования 149
3.7.1 Общие положения 149
3.7.2 Краун-эфиры 150
3.7.3 Лариат-эфиры 155
3.7.4 Криптанды 157
3.8 Макроциклический, макробипиклический и темплатный эффекты 159
3.8.1 Макроциклический эффект 159
3.8.2 Темплатный эффект 161
3.8.3 Синтез методом высокого разбавления 165
3.8.4 [2+2]-Циклосоконденсация 167
3.9 Предорганизация и комплементарность 169
3.9.1 Термодинамические эффекты 169
3.9.2 Кинетический и динамический эффекты 177
3.10 Мягкие лиганды для мягких ионов металлов 179
3.10.1 Гетерокраун-эфиры 181
3.10.2 Гетерокриптанды 184
3.10.3 Смешанные криптанды 185
3.10.4 Основания Шиффа 187
3.11 Образование комплексов с органическими катионами 190
3.11.1 Связывание катионов аммония корандами 191
3.11.2 Связывание катионов аммония трехмерными хозяевами 194
3.11.3 Дитопные рецепторы 195
3.11.4 Хиральное распознавание 200
3.11.5 Дифильные рецепторы 203
3.11.6 Частный случай: рецепторы гербицидов 204
3.12 Алкалиды и электриды 206
3.13 Каликсарены 209
3.13.1 Образование комплексов каликсаренов с катионами 213
3.13.2 Равновесие межфазного переноса 217
3.13.3 Образование комплексов гибридных каликсаренов с катионами 219
3.14 Углеродные донорные и л-кислотные лиганды 223
3.14.1 Смешанные С-гетероатомные хозяева 223
3.14.2 Углеводородные хозяева 225
З.15 Сидерофоры 228
3.15.1 Сидерофоры природного происхождения 228
3.15.2 Синтетические системы 230
4. Связывание анионов 237
4.1 Введение 237
4.2 Биологические рецепторы анионов 240
4.2.1 Белки, связывающие фосфаты и сульфаты 241
4.2.2 Аргинин как центр связывания анионов 242
4.2.3 Карбоксипептидаза А 243
4.З Концепции конструирования хозяина для анионов 244
4.4 От катионных хозяев к анионным - простое изменение рН 247
4.4.1 Тетраэдрические рецепторы 247
4.4.2 Селективность формы 249
4.4.3 Двухмерные хозяева 252
4.4.4 Циклофановые хозяева 260
4.5 Рецепторы на основе гуанидиния 262
4.6 Металлоорганические рецепторы 265
4.7 Нейтральные рецепторы 273
4.7.1 Цвиттер-ионы 274
4.7.2 Хозяева, образующие водородные связи 276
4.8 «Гидридная губка» и другие льюисовские кислотные хелаты 278
4.9 Антикрауны 282
4.10 Координационные взаимодействия 286
5. Связывание нейтральных молекул 295
5.1 Неорганические твердофазные клатратные соединения 296
5.1.1 Клатратные гидраты 296
5.1.2 Цеолиты 303
5.1.3 Твердые слоистые материалы и их интеркаляты 311
5.1.4 Клатраты Хофмана и Вернера 317
5.2 Твердые клатраты органических хозяев з 18
5.2.1 Клатраты мочевины 318
5.2.2 Другие канальные клатраты: клатраты тримезиновой кислоты, спиральных тубуландов и пергидротрифенилена 324
5.2.3 Гидрохинон, фенол и соединение Дианина: стратегия шести хозяев 332
5.2.4 Три-о-тимотид 337
5.2.5 Циклотривератрилен 343
5.2.6 Тетрафенилен 348
5.3 Внутриполостные комплексы нейтральных молекул: связывание в растворе и в твердом состоянии 353
5.3.1 Внутренняя кривизна хозяев: связывание гостей кавитандами 354
5.3.2 Циклодекстрины 372
5.3.3 «Молекулярные щели» и «молекулярные пинцеты» 386
5.3.4 Циклофаны 389
5.3.5 Конструирование хозяина из клатратобразующих строительных блоков для образования комплексов в растворе: криптофаны 407
5.3.6 Ковалентные полости: карцеранды и полукарцеранды 417
5.4 Супрамолекулярная химия фуллеренов 430
5.4.1 Фуллерены как гости 430
5.4.2 Фуллерены как хозяева 433
5.4.3 Фуллерены как сверхпроводящие соединения включения 436