分子監獄

分子監獄

所謂分子監獄 (Carcerand)是指一類閉合的分子容器或分子膠囊,它們有較大的空腔但沒有出入口。當作為主體分子時,能夠使客體分子完全陷入其中,而且即使在高溫條件下客體分子都不能脫離出來。亦稱為“牢籠”式絡合物。

分子監獄

牢籠式

所謂的“分子監獄”是指一類閉合的分子容器或分子膠囊,它們有較大的空腔但沒有出入口。當作為主體分子時,能夠使客體分子完全陷入其中,而且即使在高溫條件下客體分子都不能脫離出來。這種類型的分子是在1985年由唐納德·詹姆斯·克萊姆 (Donald James Cram)首次描述的,這些大空腔分子能“俘獲”一些較小分子構成穩定的絡合物分子。由於其構造和監獄相類似,而且形成的穩定絡合物分子中,客體分子長期“監禁”在“監獄中”,所以稱此種絡合物為“牢籠”式絡合物(Carceplexes)。

半牢籠式

與分子監獄相反的是半-分子監獄,它在高溫下能讓客體分子自由進出其空腔,但在常溫下則仍然會形成穩定的絡合物,這種絡合物是由半-分子監獄作為主體分子與客體分子配合形成“半牢籠”式絡合物(Hemicarceplexes)。

這些分子容器或分子膠囊內的化合物作為內相時,可觀察到完全非同一般的絡合反應。以半-分子監獄在室溫下隔離極不穩定的類芳香族化合物——環丁二烯,發現半-分子監獄穩定地將客體分子固定在其空腔晶體結構中,可防止它們與其他分子發生反應。

合成

合成過程 合成過程

套用領域

可套用在藥物輸送和感測器上,也可以作為化學反應器、水的清除劑等。

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