Un Rotaxano

Un rotaxano es una arquitectura molecular mecánicamente con bloqueo que consiste en una "molécula en forma de pesa" que está roscado a través de un "macrociclo". El nombre se deriva del latín para la rueda y el eje. Los dos componentes de un rotaxano están cinéticamente atrapados desde los extremos de la pesa de gimnasia son más grandes que el diámetro interno del anillo y evitar la disociación de los componentes ya que esto requeriría una distorsión significativa de los enlaces covalentes.

Gran parte de la investigación relativa a rotaxanos y otras arquitecturas moleculares mecánicamente entrelazados, como catenanos, se ha centrado en la síntesis eficiente. Sin embargo, se han encontrado ejemplos de rotaxano en los sistemas biológicos, incluyendo: péptidos nudo de cistina, cyclotides o lazo-péptidos tales como microcina J25 son la proteína, y una variedad de péptidos con subestructura rotaxano.

Síntesis

La síntesis temprana informado de un rotaxano en 1967 se basó en la probabilidad estadística de que si dos mitades de una molécula en forma de pesa de gimnasia se hicieron reaccionar en presencia de un macrociclo que un pequeño porcentaje se conectaría a través del anillo. Para obtener una cantidad razonable de rotaxano, el macrociclo se une a un soporte en fase sólida y se trató con las dos mitades de la pesa 70 veces y, a continuación separada del soporte para dar un rendimiento del 6%. Sin embargo, la síntesis de rotaxanos ha avanzado significativamente y rendimientos eficientes puede ser obtenido por preorganizing los componentes que utilizan enlaces de hidrógeno, la coordinación de metal, fuerzas hidrófobas, enlaces covalentes, interacciones o coulombic. Las tres estrategias más comunes para sintetizar rotaxano son "tapado", "recorte", y "deslizarse", aunque existen otras. Recientemente, Leigh y colaboradores describen una nueva vía a las arquitecturas mecánicamente entrelazados que implican un centro de metal de transición que puede catalizar una reacción a través de la cavidad de un macrociclo.

Capsula

Síntesis por el método de recubrimiento se basa fuertemente de un efecto de plantilla termodinámicamente impulsado; es que, el "hilo" se lleva a cabo dentro de la "macrociclo" por interacciones no covalentes, por ejemplo rotaxinations con macrociclos ciclodextrina implican la explotación del efecto hidrófobo. Este complejo dinámico o pseudorotaxano se convierte después en el rotaxano haciendo reaccionar los extremos de los huéspedes roscado con grupos grandes, la prevención de la disociación.

Recorte

El método de recorte es similar a la reacción tapado, excepto que en este caso la molécula en forma de pesa es completa y está enlazado a un macrociclo parcial. El macrociclo parcial luego se somete a una reacción de cierre de anillo alrededor de la molécula con forma de mancuerna, formando la rotaxano.

Deslizándose

El método de deslizamiento es uno que se aprovecha de la estabilidad cinética de la rotaxano. Si los grupos de extremo de la pesa de gimnasia son un tamaño adecuado será capaz de enhebrar a través de la macrociclo reversiblemente a temperaturas más altas. Por enfriamiento de la compleja dinámica, se convierte en cinéticamente atrapado como un rotaxano

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