Macrociclo
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La definición de macrociclo de la IUPAC es "una macromolécula cíclica o una parte macromolecular cíclica de una macromolécula" [1] En la literatura química, los químicos orgánicos pueden llamar macrociclo a cualquier molécula que contenga un anillo de más de nueve átomos. En química de coordinación, el concepto de macrociclo se da en un sentido más estricto; este es el nombre aquí para una molécula cíclica con tres o más átomos donantes capaces de formar enlaces de coordinación con el átomo metálico central.
Efecto macrocíclico
Los compuestos macrocíclicos que actúan como ligandos son capaces de disponer sus átomos donantes en el espacio de tal manera que se forma un compuesto de coordinación listo para usar en el que se incorpora un ion complejante. Los ligandos macrocíclicos son muy selectivos; forman complejos especialmente fuertes con cationes de cierto tamaño. La combinación de la selectividad de los ligandos macrocíclicos con la alta fuerza de los complejos resultantes se denomina efecto macrocíclico. [1] La estabilidad de estos compuestos también se debe en parte al efecto quelato .
El efecto macrocíclico fue descubierto en 1969. [2] Los químicos de coordinación han estudiado moléculas cíclicas con tres o más átomos donantes con más de nueve átomos en el anillo, porque estos compuestos suelen tener un enlace fuerte y específico con los metales. [3] La principal característica común de todas las moléculas macrocíclicas es el efecto macrocíclico.
Síntesis
Los macrociclos generalmente se sintetizan a partir de moléculas lineales más pequeñas.
Historial de uso
Durante décadas, los macrociclos se han utilizado para sintetizar tintes. Por ejemplo , las ftalocianinas , análogos de las porfirinas , se han utilizado con mayor frecuencia desde su descubrimiento debido a su color azul intenso. Sin embargo, también tienen otros usos. Su nombre proviene del precursor en la síntesis, el ftalodinitrilo. [cuatro]
Moléculas macrocíclicas
- anulenos - conjugados de hidrocarburos simples
- Los calixarenos son productos de la oligomerización cíclica de fenol con formaldehído.
- Los cucurbiturilos son macrociclos construidos a partir de seis fragmentos de glicolurilo.
- Las ciclodextrinas son oligómeros cíclicos de glucosa.
- ciclopéptidos y depsipéptidos
- ciclofanos - hidrocarburos que consisten en al menos un bloque aromático y una cadena alifática conectada a él de tal manera que forma un puente entre sus dos átomos no conectados. Un buen ejemplo es la morfina .
Macrociclos en biología
Las porfirinas , moléculas orgánicas complejas que contienen cuatro átomos de nitrógeno, juegan un papel importante entre los ligandos macrocíclicos naturales . Los complejos de porfirina son hemo , clorofila , vitamina B12 .
Otro ligando macrocíclico natural es el antibiótico valinomicina , producido por algunos hongos. La valinomicina es selectiva para los iones de potasio . Los complejos formados con él adquieren la capacidad de penetrar en las membranas intercelulares, lo que conduce a una violación del equilibrio potasio-sodio de los microorganismos y su muerte. [una]
Categorías de moléculas asociadas con este artículo
- Ligando - átomos, iones o grupos funcionales asociados con un cierto centro
- Los quelatos son ligandos multidentados que contienen más de un átomo donante.
- Cryptands - una molécula con múltiples ciclos
- Rotaxanos : macrociclos colocados en moléculas con forma de mancuerna
- Catenan - anillos moleculares ensamblados en forma de cadena
- Nudos moleculares : moléculas en forma de nudo, como un trébol.
Moléculas macrocíclicas
- anulenos - conjugados de hidrocarburos simples
- Los calixarenos son productos de la oligomerización cíclica de fenol con formaldehído.
- Los cucurbiturilos son macrociclos construidos a partir de seis fragmentos de glicolurilo.
- Las ciclodextrinas son oligómeros cíclicos de glucosa.
- ciclopéptidos y depsipéptidos
- ciclofanos - hidrocarburos que consisten en al menos un bloque aromático y una cadena alifática conectada a él de tal manera que se forma un puente entre sus dos átomos no conectados. Un buen ejemplo es la morfina .
- éteres corona y sus derivados de éter azacorona o tiacorona.
- porfirinas - obtenidas de la reacción de cuatro pirroles y cuatro aldehídos. Son de gran importancia biológica.
Literatura
- ↑ Edición de Internet del Libro Dorado de la IUPAC macrociclo".
- ↑ Milgrom, LR Los colores de la vida: una introducción a la química de las porfirinas y compuestos relacionados . - Nueva York: Oxford University Press , 1997. - ISBN 0-19-855380-3 . (tapa dura)ISBN 0-19-855962-3(pbk.)
- ↑ DK Cabbines y DW Margerum (1969). "Efecto macrocíclico sobre la estabilidad de los complejos de tetramina de cobre (II)". Mermelada. química soc. 91: 6540-6541. https://dx.doi.org/10.1021/ja01051a091
- ↑ Melson, GA, Ed. Química de Coordinación de Compuestos Macrocíclicos . - Nueva York: Plenum Press , 1979. - ISBN 0-306-40140-1 .
- ↑ Jung, JE; Seung, S.Y.,Boletín de la Sociedad Química de Corea2002, 23(10)1483-1486.
- Chambron, JC; Dietrich-Buchecker, C.; Hemmert, C.; Khemiss, A. K.; Mitchell, D.; Sauvage, JP; Weiss, J. Hilos moleculares entrelazados en metales de transición (indefinido) // Pure Appl. química . - 1990. - T. 62 , N º 6 . - S. 1027-1034 . -doi : 10.1351/ pac199062061027 .
- ↑ 1 2 G. P. Zhmurko, E. F. Kazakova, V. N. Kuznetsov, A. V. Yashchenko "Química general" editado por el profesor S. F. Dunaev, Academy, 2011. - 242 p.