Химия хозяин-гость
В супрамолекулярной химии [ 1] химия хозяин-гость описывает комплексы , состоящие из двух или более молекул или ионов , которые удерживаются вместе в уникальных структурных отношениях силами, отличными от полных ковалентных связей . Химия «хозяин-гость» включает в себя идею молекулярного распознавания и взаимодействия посредством нековалентной связи . Нековалентная связь имеет решающее значение для поддержания трехмерной структуры больших молекул, таких как белки, и участвует во многих биологических процессах, в которых большие молекулы специфически, но временно связываются друг с другом.
Хотя нековалентные взаимодействия можно грубо разделить на взаимодействия с большим электростатическим или дисперсионным вкладом, существует несколько часто упоминаемых типов нековалентных взаимодействий: ионная связь , водородная связь , силы Ван-дер-Ваальса и гидрофобные взаимодействия . [2]
Химия «хозяин-гость» — это раздел супрамолекулярной химии , в котором молекула -хозяин образует химическое соединение с молекулой-гостем или ионом. Два компонента соединения удерживаются вместе нековалентными силами, чаще всего за счет водородных связей . Связывание между хозяином и гостем обычно очень специфично для двух соответствующих фрагментов. Образование этих комплексов занимает центральное место в предмете молекулярного распознавания .
Существует равновесие между несвязанным состоянием, в котором хозяин и гость отделены друг от друга, и связанным состоянием, в котором существует структурно определенный комплекс хозяин-гость:
Компонент «хозяин» можно рассматривать как более крупную молекулу, и он включает в себя меньшую молекулу «гостя». В биологических системах аналогичные термины «хозяин» и «гость» обычно называют ферментом и субстратом соответственно. [5]
Для разработки синтетических систем, выполняющих определенные функции и задачи, очень важно понимать термодинамику связи между хозяином и гостем. Химики сосредотачиваются на энергетическом обмене различных взаимодействий связывания и пытаются разработать научные эксперименты для количественной оценки фундаментального происхождения этих нековалентных взаимодействий, используя различные методы, такие как ЯМР-спектроскопия, УФ-/видимая спектроскопия и изотермическая титрационная калориметрия. [6] Количественный анализ значений констант связывания дает полезную термодинамическую информацию. [5]
