Макроциклы часто описывают как молекулы и ионы, содержащие двенадцатичленное или более кольцо. Классические примеры включают краун-эфиры , каликсарены , порфирины и циклодекстрины . Макроциклы описывают большую, зрелую область химии. [2]
Макроцикл : циклическая макромолекула или макромолекулярная циклическая часть макромолекулы. Примечание 1: Циклическая макромолекула не имеет концевых групп, но тем не менее может рассматриваться как цепь.
Примечание 2: В литературе термин макроцикл иногда используется для молекул с низкой относительной молекулярной массой, которые нельзя считать макромолекулами. [3]
Образование макроциклов путем замыкания кольца называется макроцилизацией . [4] Сообщалось о новаторской работе по изучению терпеноидных макроциклов. [5] Основной проблемой макроциклизации является то, что реакции замыкания кольца не способствуют образованию больших колец. Вместо этого имеют тенденцию образовываться небольшие кольца или полимеры. Эту кинетическую проблему можно решить, используя реакции с высоким разбавлением , при которых внутримолекулярные процессы предпочтительнее полимеризаций. [6]
Некоторым макроциклизациям предпочтительнее использовать шаблонные реакции . Шаблоны — это ионы, молекулы, поверхности и т. д., которые связывают и предварительно организуют соединения, направляя их к образованию колец определенного размера. [7] Краун - эфиры часто образуются в присутствии катиона щелочного металла, который организует конденсирующиеся компоненты путем комплексообразования. [8] Примером макроциклизации является синтез (-)- мускона из (+)- цитронеллаля . 15-членное кольцо образуется в результате метатезиса с замыканием кольца . [9]
Одним из важных применений являются многие макроциклические антибиотики, макролиды , например кларитромицин . Многие металлокофакторы связаны с макроциклическими лигандами, к которым относятся порфирины , коррины и хлорины . Эти кольца возникают в результате многоступенчатых процессов биосинтеза, в которых также присутствуют макроциклы.