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

Название: Супрамолекулярная химия - В 2-x томах - Том 2. 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.

В молекулярной химии основной строительный блок (или тектон) - это атом. Атомы взаимодействуют друг с другом, образуя молекулы с ковалентны-ми связями. В супрамолекулярной химии, говоря очень упрощенно, процесс самосборки кристаллов эквивалентен процессу образования молекулы из атомов в молекулярной химии. В этом случае строительными блоками - тектонами - являются уже молекулы (а также ионы), причем при взаимодействии друг с другом молекулы образуют связи нековалентной природы и дают в растворах кристаллы или агрегаты всевозможных форм.
Процесс кристаллизации, по определению, - это процесс самосборки в том смысле, что молекулы компонента (кристаллические или супрамолекулярные тектоны) должны сами найти и узнать друг друга в растворе, а также принять оптимальную взаимную ориентацию в рамках отведенного времени. Образовавшийся агрегат, будучи уже ансамблем, должен продолжать поиск других аналогичных тектонов. В конце концов, этот процесс приведет к образованию упорядоченного зародыша кристаллизации, обладающего некоторой стабильностью. Мы, однако, обязаны провести четкое различие между самосборкой кристалла и самосборкой в растворе.
Том 2.
ОГЛАВЛЕНИЕ 
6. Инженерия кристаллов 491
6.1 Общие вопросы 491
6.1.1 Введение 491
6.1.2 Межмолекулярные взаимодействия 494
6.1.3 Особая роль водородных связей 494
6.1.4 Анализ набора графов 501
6.1.5 Рост кристаллов 504
6.1.6 Разрушение кристаллов 514
6.1.7 Стратегии дизайна при инженерии кристаллов 515
6.2 Предсказание структуры кристаллов 517
6.2.1 Расчетные методы 517
6.2.2 Правила Эттер 521
6.3 Кембриджский банк структурных данных 525
6.4 Инженерия кристаллов с алмазоподобными решетками 529
6.5 Инженерия кристаллов с водородными связями 535
6.5.1 Димеры карбоновых кислот 535
6.5.2 Амиды 535
6.5.3 Спирты 536
6.5.4 Смешанные кристаллы спиртов и аминов 540
6.5.5 Смешанные кристаллы аминов с аминами 541
6.6 Водородные связи монооксида углерода 542
6.7 Слабые водородные связи 544
6.8 Водородные связи с металлами и гидридами металлов 548
6.8.1 Прямое взаимодействие с металлами 548
6.8.2 Взаимодействие с гидридами металлов 549
6.9 п-п-Стэкинг-взаимодействия 551
6.10 Прочие взаимодействия 554
6.11 «Неправильные» формы и «неправильный» подбор 555
6.11.1 Хозяева типа «колесо-ось» 555
6.11.2 «Неправильно» подобранные партнеры 556
6 Л 2 Координационные полимеры 558
6.13 Биомиметические (биоподражательные) структуры 562
6.14 Смешанные кристаллы: включения типа «песочные часы» 567
7. Темплаты и самосборка 576
7.1 Введение 576
7.1.1 Цели и задачи 576
7.1.2 Терминология 578
7.2 Биохимическая самосборка 580
7.2.1 Вирус табачной мозаики 580
7.2.2 Строгая самосборка 581
7.2.3 Самосборка с ковалентной модификацией 583
7.3 Самосборка в синтетических системах: кинетический и термодинамический подходы 584
7.3.1 Темплатные эффекты в синтезе 584
7.3.2 Термодинамическая модель: самосборка порфириновых комплексов цинка 588
7.4 Самосборка координационных соединений 592
7.4.1 Принципы дизайна 593
7.4.2 Супрамолекулярный куб 593
7.4.3 «Молекулярные квадраты» и «молекулярные коробки» 597
7.4.4 Металлические ансамбли 609
7.5 Самосборка закрытых комплексов с помощью водородных связей 613
7.5.1 «Теннисные мячики» и «мячи для софтбола» 613
7.5.2 Гигантские самособирающиеся капсулы 619
7.5.3 Розетки 625
7.6 Катенаны и ротаксаны 628
7.6.1 Введение 628
7.6.2 Статистический подход к синтезу катенанов и ротаксанов 632
7.6.3 Псевдоротаксаны 633
7.6.4 Ротаксаны 636
7.6.5 Катенаны, формируемые с помощью п-п-стэкинг-взаимодействий 637
7.6.6 Принцип «вспомогательной связи» в синтезе катенанов 648
7.7 Геликаты 660
7.7.1 Введение 660
7.7.2 Синтетические аспекты 663
7.7.3 ]4+4] Геликаты 665
7.7.4 [6+6] Геликаты 667
7.7.5 Самораспознавание и позитивная кооперативность 669
7.7.6 Наноциклы 675
7.7.7 Спирали, образованные водородными связями 676
7.8. Молекулярные узлы 679
7.9. Каталитические и самовоспроизводящиеся системы 685
8. Молекулярные устройства 695
8.1 Введение 695
8.1.1 Философия молекулярных устройств 695
8.1.2 Что такое супрамолекулярное устройство? 696
8.2 Супрамо лекулярная фотохимия 698
8.2.1 Основы фотохимии 698
8.2.2 Биметаллические системы и системы со смешанной валентностью 702
8.2.3 Бипиридил и его друзья 704
8.2.4 Фото- и электрохимические устройства на основе бипиридила 707
8.2.5 Устройства для преобразования света 711
8.2.6 Нековалентно связанные системы 712
8.3 Информация и сигналы: семиохимия 716
8.3.1 Фотохимические сенсоры 717
8.3.2 Флуорофоры 721
8.3.3 Электрохимические сенсоры 724
8.4 Молекулярные электронные устройства: переключатели, провода и выпрямители 727
8.4.1 Молекулярные провода 727
8.4.2 Молекулярные выпрямители 732
8.4.3 Система 1,2-дитиенилэтена как переключатель 734
8.4.4 Электропереключаемая люминесценция 736
8.4.5 Переключаемое связывание 737
8.4.6 Аллостерические переключатели 739
8.5 Молекулярные машины на основе катенанов и ротаксанов 740
8.6 Материалы для нелинейной оптики 746
8.6.1 Основы нелинейной оптики 746
8.6.2 Материалы для нелинейной оптики второго порядка 749
8.6.3 Материалы для нелинейной оптики третьего порядка 753
8.7. Дендримеры 754
8.7.1 Получение и свойства 756
8.7.2 Химия хозяин-гость для дендримеров 759
8.7.3 Фотохимические устройства на основе дендримеров 760
9. Биомиметика 767
9. 1 Введение 767
9.1.1 Супрамолекулярная биохимия 767
9.1.2 Характеристики биологических моделей 768
9.2 Характеристики ферментов 770
9.2.1 Определение и структура 770
9.2.2 Механизм ферментативного катализа 772
9.3 Циклодекстрины как имитаторы ферментов 775
9.3.1 Моделирование ферментов с использованием циклодекстринов как хозяев 776
9.3.2 Циклодекстрины как имитаторы эстераз 778
9.3.3 Функционализированные циклодекстрины 780
9.4 Коранды как имитаторы АТРаз 782
9.5. Хозяева, связьшающие катионы, как имитаторы трансацилаз 786
9.5.1 Хиральные коранды 786
9.5.2 Имитация структуры и функции 789
9.6 Металлобиоцентры 792
9.6.1 Модели гемоцианина 793
9.6.2 Цинксодержащие ферменты 795
9.7 Аналоги тема 797
9.7.1 Модели связывания и транспорта кислорода 797
9.7.2 Модели цитохромов Р-450 804
9.8 Модели витамина В12 809
10. Жидкие поверхности раздела, жидкие кристаллы и жидкие клатраты 813
10.1 Порядок в жидкостях 813
10.2 Поверхностно-активные вещества и упорядочение на поверхности раздела
10.3. Жидкие кристаллы 820
10.3.1 Природа и структура 820
10.3.2 Дизайн жидкокристаллических материалов 831
10.3.3 Жидкокристаллические полимеры 834
10.3.4 Жидкокристаллические дисплеи 835
10.4 Жидкие клатраты 837
10.4.1 Открытие и свойства 837
10.4.2 Ион оксония в химии жидких клатратов 842
Предметный указатель 847
Дополнительная литература 883