СФЕРАНДЫ И КАВИТАНДЫ Выполнили Болдырева Яна Горенко Татьяна

СФЕРАНДЫ И КАВИТАНДЫ Выполнили: Болдырева Яна Горенко Татьяна Рябцев Антон Самсонова Ксения Ом. ГПУ

1. Историческая справка 2. Определение сферандов 3. Способы получения сферандов 4. Строение сферандов 5. Свойства сферандов 6. Области применения сферандов 7. Определение кавитандов 8. Способы получения кавитандов 9. Свойства и области применения кавитандов

В начале 1980 -х годов Дональд Крам создал молекулы «контейнеры» с заранее организованной структурой — сферанды и молекулы, обладающие внутренней полостью, — кавитанды. Дональд Джеймс Крам 22 апреля 1919 г – 27 июня 2001 г

В 1987 Д. Крам был удостоен Нобелевской премии (вместе с Ж. -М. Леном и Ч. Педерсеном) «за разработку и применение молекул со структурно специфическими взаимодействиями с высокой селективностью» . Жан-Мари Лен род. 30 сентября 1939 г Чарльз Педерсен 03 октября 1904 г – 26 октября 1989 г

Дональд Крам ввёл в науку новую концепцию «хозяин — гость»

Система из шести связанных по метаположениям ароматических ядер, несущих шесть кислородных центров. Своего рода молекулярная чаша, стенки которой выложены ароматическими ядрами, а углубления, куда попадает частица-гость, - кислородными атомами

1. Подготовительная стадия 2. Синтез сферанда в виде его Li+ - комплекса

Д. Крам и сотрудники сконструировали жёсткие трёхмерные сферанды, в которых атомы кислорода готовы принять ион металла

Октаэдрический сферанд Диэтилегликоль

КРИПТАНД

Высокая селективность к образованию комплексов со щелочными металлами Сильнейший комплексообразователь для иона Li+ Селективность для пары катионов Na+/K+ у сферанда много выше, чем селективность у природных ионофоров Селективность связи сферанда с катионом натрия (Na+) на 10 порядков величины выше его сродства к катиону калия (K+)

Техника 1. Разрабатываются процессы извлечения ценных цветных и редких металлов из сточных вод промышленных предприятий. 2. Разделения изотопов. Для создания будущих реакторов термоядерного синтеза. 3. В буровой технике для ликвидации в нефтепроводах пробок, вызванных применением в буровом растворе практически нерастворимого сульфата бария.

4. Противокоррозионные присадки, значительно продлевающие срок службы масел и улучшающие их эксплуатационные свойства. 5. Как промышленные катализаторы

Сельское хозяйство 1. Эффективные добавки к кормам, которые регулируют обмен ионов и значительно улучшают усвоение корма животными. 2. Мощными пестициды, очень специфичны и не загрязняют окружающую среду.

Медицина 1. Как средства для лечения болезней, вызванных избытком или недостатком в организме ионов того или иного металла. 2. Регулирование процессов переноса металлов через биологические мембраны. Это создаёт основу и для разработки лекарственных препаратов, направленных на борьбу с заболеваниями, вызванными избытком тяжёлых металлов в организме, или для выведения из организма опасных радиоактивных ионов.

(ОТ АНГЛИЙСКОГО СЛОВА «CAVITY» — ПОЛОСТЬ) Полиядерные молекулярные чаши, состоящие из бензольных ядер (с различными заменителями), соединенные между собой двумя мостиками (метильными и диоксиалькильными).

В 1940 году американцы Дж. Нидерль и Г. Фогель изучали кислотно-каталитическую реакцию резорцина с ацетальдегидом и получили красивый желтый порошок, которому приписали структурную I, позже подтвержденную рентгеноструктурным анализом. Г. Фогель

По форме полученная молекула напоминает вазу, стоящую на четырех метильных ножках. В нее входят и образуют комплексы молекулы хлористого метилена, ацетонитрила, двуокиси серы.

Более сложный кавитанд, полученный реакцией соединения I с четырьмя эквивалентами 2, 3 – дихлордиазанафталина, выглядит таким образом.

М. Винсенти и Э. Дальканале изучили комплексообразование полученного кавитанда с ароматическими углеводородами и их производными – толуолом, фторбензолом. Молекула кавитанда в парах захватывала малые молекулы этих углеводородов.

Так же если ввести в молекулу (I) четыре фрагмента бензокраун-эфира получится соединения которое способно образовывать комплексы «хозяин - гость» не только с нейтральными молекулами, но и с катионами металлов с координацией по полиэфирному циклу.

С помощью кавитандов можно будет разделять органические смеси, почти идеально очистить вещество от примесей. Иммобилизованные ферменты, которым удобны вогнутые поверзности кавитандов. (Иммобилизованными ферментами называют ферменты, искусственно связанные с нерастворимым носителем, но сохраняющие свои каталитические свойства. )

Кукурбитурил - тривиальное название органического макроциклического соединения состава C 36 H 36 N 24 O 12, данное ему в 1981 г. В. Фриманом в связи с внешним сходством формы молекулы с тыквой (род Cucurbita).

Важная способность кукурбитурила включать в свою полость небольшие молекулы. Известно, что подобные явления играют исключительно важную роль в самых разнообразных процессах: дыхании и регенерации кислорода растениями, ферментативном катализе, анестезии, формировании залежей природного газа и т. д.

1. 2. 3. 1. Супрамолекулярная химия - В 2 -x томах Том 1 - Стид Дж. В. , Этвуд Дж. Л. Лен Ж. -М. Супрамолекулярная химия: Концепции и перспективы / Пер. с англ. Новосибирск: Наука, 1998. Федорова О. А. Супрамолекулярная химия Издательство: РХТУ Год: 2010 Формат: doc Размер: 117. 63 Mb http: //eee. gubkin. ru/LECTURES_RF_files/SUPRA MOL_1. pdf