Исследователи из Университета Ювяскюля сообщают о новом методе создания молекулярных клеток. Этот метод включает использование межмолекулярных стерических эффектов для управления исходом реакции самосборки.
Молекулярные клетки состоят из органических молекул (лигандов), которые связываются с ионами металлов в процессе самосборки. В зависимости от преобладающих условий процессы самосборки стремятся максимизировать симметрию системы и, таким образом, занять все необходимые места связывания металлов. Исследовательская группа под руководством доцента Ману Лахтинена (Университет Ювяскюля, химический факультет) разработала метод, в котором стерически затрудненные лиганды используются для нарушения процесса самосборки. Эта новая стратегия позволяет лиганду занимать только два из четырех потенциальных мест связывания металла. Созданная молекулярная клетка представляет собой низкосимметричный тетраэдрический промежуточный продукт в реакции, которая обычно дает более высокосимметричную октаэдрическую клетку.
Сообщенные результаты дают новое представление о том, как можно контролировать процессы самосборки металлоорганических систем. Однако наиболее важной особенностью предлагаемого метода является новый способ построения молекулярных клеток с вакантными местами связывания металлов. Это дает возможность изменить свойства и поведение предварительно собранных клеток путем включения функционально значимых молекул в частично открытые ионы металлов. Представленная стратегия предлагает новую концепцию построения более сложных молекулярных клеток.
Молекулярные клетки - материалы завтрашнего дня
Молекулярные клетки и капсулы представляют собой полые наноразмерные (1 x 10-9 м) соединения, состоящие из органических молекул или ионов и, в большинстве случаев, ионов металлов. Они имеют много общих структурных черт, например, с вирусами, чьи оболочки (капсиды) состоят из организованных белков. Одной из наиболее важных особенностей молекулярных клеток является их способность связывать и высвобождать гостевые молекулы в зависимости от преобладающих условий. Следовательно, некоторые из их наиболее важных потенциальных применений включают биомедицинское использование (транспортировка лекарств), хранение нестабильных и/или реакционноспособных молекул и извлечение опасных соединений из водной среды.
Настоящее исследование было опубликовано в журнале Chemical Communications и является частью программы M. Sc. Докторская диссертация Ансси Пеуронена, посвященная изучению структурной химии катионных соединений аммония, под руководством доцента Ману Лахтинена. Третий член исследовательской группы - M. Sc. студент Саму Форсблом.