Механические соединения молекул

Механические соединения молекул

В 1964 г. профессору Фрайбургского университета (ФРГ) Готтфриду Шиллу удалось синтезировать вещество, молекулы которого состояли из двух вдетых друг в друга кольцевых макромолекул. Такая система получила название 2-катенан (от лат. слова catena — цепь):

2-катенан

Спустя несколько лет Г. Шилл с сотрудниками получил 3-катенан:

3-катенан

Несмотря на то что между кольцевыми молекулами катенана нет химической связи, эта система устойчива; чтобы ее разрушить, необходимо порвать связь С—С в , каком-нибудь месте цикла.

Механические соединения молекулКатенановые молекулы довольно часто встречаются в природе. В 1967 г. группе английских ученых удалось с помощью электронного микроскопа сфотографировать катенановую ДНК (рис. 3). Повышенное содержание сцепленных циклических молекул ДНК наблюдается при лейкемии и различных формах рака.

Рис. 3. Электронно-микроскопический снимок катенановой ДНК (Хадсон и Виноград, 1967 г.).

В основе строения ротаксанов (от лат. слова rota— колесо, axis — ось) лежит тот же принцип, что и для катенанов. Только здесь большая кольцевая молекула надета на «ось», на обоих концах которой находятся группы, препятствующие сходу «колеса» с «оси».

Ротаксан

Первый ротаксан был синтезирован Г. Шиллом в 1967 г. Имеются доказательства существования ротаксановых ДНК.

Можно представить себе и такой случай, когда большая кольцевая молекула завязана в узел. Простейшим примером узловой макромолекулы является трилистник

Узел трилистник

Синтез узла-трилистника выполнить пока еще никому не удалось, но работа в этом направлении ведется с 1971 г.

Статья на тему Механические соединения молекул