超分子化学11.pptVIP

超分子化学 1987年Nobel 化学奖授予了C.J.Pedersen（冠醚）、 J.-M.Lehn（穴醚）和 D.J.Cram（球形大环， 手性冠醚）标志着化学的发展进入了一个新时代. Lehn 教授在获奖演说中说: 超分子是研究两种以上的化学物种通过分子间力作用而成为具有特定结构和功能的超分子体系的科学.也就是研究多个分子通过非共价键作用而形成的功能体系的科学. 超分子化学是研究分子社会行为和分子间键的化学. 经典化学中分子中的键是共价键(或配位键). 从某种意义上来讲, 超分子化学淡化了有机化学、无机化学、生物化学,催化科学,材料科学相互之间的界限,着重强调了具有特定结构和功能的超分子体系,将四大基础化学(有机化学,无机化学,分析化学和物理化学)有机的合为一个整体,融会贯通.从而为分子器件、材料学和生命科学的发展开辟了一条崭新的道路, 并提出了二十一世纪化学发展的一个重要方向. 2.2. Receptors, Coordination and the Lock and Key Analogy 第二节 受体，配位及钥匙及锁的关系 主客体化学的基本意义来源于酶和底物间的相互作用， 这种作用常被理解为琐和钥匙之间的匹配关系.客体的分子构型必须与底物的相配,是主体分子和客体分子间的结构互补和分子识别关系 Alfred Werner 1893年:配位化学(金属离子与配体形成的外壳配位)对键的选择性促使主体和客体间的活性作用超分子化学:是泛配位化学. 1. The recognition by Paul Ehrlich in 1906 that molecules do not act if they do not bind, in this way he introduce the concept of biological receptor 2.The recognition in 1894 by Emil Fischer that binding must be selective, as part of the study of receptor and substracte binding by enzymes. He described this by a “lock and key ”image of steric fit in which the guest has a geometric size or shape complementarity to the receptor or host . This concept laid the basis for molecular recognition, the discriminiation by a host between a number of number of different guests. 3. The fact that selective binding must involve attraction or mutual affinity between host and guest . This is in effect , a generalization of Alfred Werner” 1893 theory of coordination chemistry, in which metal ions are coordinated by a sphere or ligand. Host Guest (Or receptor –Substrate ) Chemistry is based on three historical concepts: 主宾化学: 主体-客体体系=底物和受体 历史 1 Paul Ehrlich 1904年化疗;没有连结的分子是无活性. 受体;2.Emil Fischer 1894年在酶作用下受体和底物的结合提出了钥匙和琐的概念;3.客体的分子构型必须与底物的相配,分子识别(通过主体区分两个不同的客体); 4.Alfred Werner 1893年:配位化学(金属离子与配体形成的外壳配位)对键的选择性促使主体和客体间的活性作用. 超分子化学:是泛配位化学. 第三节 螯合及成环作用 2.3. The Chelate and Macrocyclic Effects 鳌和及大环效应:叠加效应::许多弱的键的总和便成为一个强的键.协和效应:形成的键比单个键的总和强. 螯合效应: 螯合后108倍稳定. 键的熵有利(部分自由)在断裂时必须同时断裂两个金属配体键,kin.效应:第二个配位键的形成更容易. 泛主客体体序(金属=客体,供电原子等于成键的位置) 影响环的大小(成环的张力) 鳌和及大环效应(环状主