Związki makrocykliczne - Polski Serwis Naukowy

Związki makrocykliczne – rodzaj związku chemicznego – oligomeru lub polimeru - o strukturze cyklicznej.

W wielu reakcjach polimeryzacji związki makrocykliczne powstają jako produkt uboczny na skutek reakcji wzrastającego łańcucha polimeru z własnym końcem. Stanowią często niepożądane zanieczyszczenie polimerów, zwiększające ich polidyspersję i co za tym idzie niekorzystnie wpływające na ich własności mechaniczne i dlatego reakcje polimeryzacji przeprowadza się tak, by uniknąć powstawania związków makrocyklicznych.

Jon – atom lub grupa atomów połączonych wiązaniami chemicznymi, która ma niedomiar lub nadmiar elektronów w stosunku do protonów. Obojętne elektrycznie atomy i cząsteczki związków chemicznych posiadają równą liczbę elektronów i protonów, jony zaś są elektrycznie naładowane dodatnio lub ujemnie.

Etery koronowe - makrocykliczne etery, o bardzo regularnej budowie. Wynalazcami eterów koronowych byli Donald J. Cram, Jean-Marie Lehn i Charles J. Pedersen, którzy w 1987 roku otrzymali za to Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii.

Niektóre związki makrocykliczne znalazły jednak zastosowanie praktyczne i otrzymuje się je na drodze polimeryzacji, przeprowadzanej celowo w warunkach, w których powstaje ich szczególnie dużo.

Związki makrocykliczne posiadają możliwość tworzenia układów nadcząsteczkowych przez wzajemne "zaplatanie się". Przykładem takich struktur są katenany i rotaksany.

Do najbardziej przydatnych związków makrocyklicznych zaliczają się etery koronowe, które posiadają unikalną cechę "ukrywania" jonów metali w roztworach (tzw. kryptandy).

Kryptandy - rodzaj ligandów o budowie sferycznej tworzących w swojej strukturze tzw. "krypty", czyli miejsca, w których jon lub atom centralny jest ze wszystkich stron otoczony przez ligand, na skutek czego staje się "niemal niewidoczny" dla otoczenia. Kompleksy kryptandów nazywa się kryptatami.

Rotaksany – klasa związków chemicznych, których cząsteczki stanowią układ dwóch niepowiązanych chemicznie indywiduów chemicznych, przy czym jeden z nich ma strukturę liniową i stanowi oś rotaksanu, drugi zaś cykliczną (jest makrocyklem). Element liniowy posiada na obu końcach rozbudowane sterycznie (przestrzennie) grupy funkcyjne, zwane stoperami, które uniemożliwiają drugiemu elementowi rotaksanu, czyli makrocyklowi wydostanie się poza oś. Oś i makrocykl rotaksanu są zatem związane mechanicznie, co określa się mianem wiązania mechanicznego lub częściej wiązania topologicznego. Rotaksan, którego oś nie jest zakończona stoperami nazywany jest pseudorotaksanem.