شیمی سوپرامولکولی: تفاوت میان نسخه‌ها

محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
بدون خلاصۀ ویرایش
برچسب‌ها: ویرایش همراه ویرایش از وبگاه همراه
جز ویرایش به‌وسیلهٔ ابرابزار:
خط ۱:
'''شیمی فراذره‌ای''' یا '''شیمی مهمان-میزبان''' {{انگلیسی|Supramolecular chemistry}}، شاخه‌ای از [[دانش]] [[شیمی]] است که سیستم‌های شیمیایی را در تعداد زیادی از [[مولکول]]های یک ماده را مورد بررسی قرار داده و همچنین به مطالعه [[نیروهای بین مولکولی]] می‌پردازد و در سال ۱۸۷۳ توسط [[یوهان دیدریک وان در والس]] پیشنهاد شد.
این شاخه از دانش همچنین با نام‌های '''شیمی سوپرامولکولی'''، یا '''شیمی فرامولکولی''' نیز شناخته می‌گردد. این بخش بر گستره شیمی فراتر از مولکول تمرکز می‌کند. نیروهایی که فضا را سامان دهی می‌کنند ممکن است از ضعیف (نیروهای بین مولکولی الکترو استاتیک یا پیوند هیدروژنی) به نیروهای قوی (پیوند [[پیوند کووالانسی|کوالانسی]])تغییر کنند، که میزان جفت شدگی الکترونیکی بین اجزای مولکولی باقی مانده کوچک رابه پارامترهای انرژی اجزاء مرتبط فراهم می‌کند. درحالی که شیمی سنتی بر روی پیوند کوالانسی متمرکز است، شیمی سوپرامولکول برهمکنش‌های غیر کووالانسی برگشت پذیربرگشت‌پذیر و ضعیف را بین مولکول‌ها بررسی می‌کند. این نیروها شامل پیوند هیدروژنی,هیدروژنی، کئوردیناسیون فلزی,فلزی، نیروهای چربی دوست,دوست، [[نیروهای واندروالس|نیروهای وان دروالس,دروالس،]] برهمکنش‌های و اثرات الکتروستاتیک است. مفاهیم مهم که توسط شیمی سوپرامولکول نشان داده شده‌است عبارتند از مونتاژ خودمولکولی، تاشو، تشخیص مولکولی شیمی میزبان –میهمان، ساختار مولکولی در هم قفل- مکانیکی وشیمی کووالانسی پویا. مطالعه برهمکنش‌های غیرکووالانسی برای درک بسیاری از فرایندهای زیستی مهم است که به این نیروها برای ساختار و عملکرد وابسته هستند. سیستم‌های زیستی اغلب الهام بخش تحقیقات سوپرامولکول هستند.
 
مونتاژ خود مولکولی، تاشو، تشخیص مولکولی شیمی میزبان - مهمان، معماری مولکولی در هم قفل - مکانیکی و شیمی کوالانسی پویا از مفاهیم مهمی هسنند که توسط [[شیمی]] فرا مولکول نشان داده شده‌اند.<ref>{{یادکرد وب|عنوان=سوپرامولکول - آشنایی و دانلود پروژه و مقالات سوپرامولکولها|نشانی=http://prizma.ir/supramolecular-chemistry/|وبگاه=پریزمابوک|تاریخ=2015-12-27|بازبینی=2019-04-16|کد زبان=fa-IR}}</ref>
 
== کاربردها ==
=== [[علم مواد]] ===
[[پرونده:Cell tech Pharmed Co 03.jpg|بندانگشتی|شیمی سوپرامولکولی کمک زیادی به پیشرفت صنعت داروسازی کرده استکرده‌است.]]
شیمی سوپرامولکولی کاربردهای بسیاری دارددارد،<ref>{{Cite journal|last=Šantrůček|first=J.|date=2007-12|title=Huang, B. (ed.): Plant-Environment Interactions|url=http://dx.doi.org/10.1007/s11099-007-0105-2|journal=Photosynthetica|volume=45|issue=4|pages=612–612|doi=10.1007/s11099-007-0105-2|issn=0300-3604}}</ref>، از جمله برای ساخت مواد جدید. هم چنین بسیاری از [[مواد هوشمند]] بر شناخت مولکولی پایه‌ریزی شده‌اند.<ref>{{یادکرد وب|عنوان=Smart Materials Series|نشانی=http://pubs.rsc.org/bookshop/collections/series?issn=2046-0066|وبگاه=pubs.rsc.org|بازبینی=2019-04-16}}</ref>
 
طراحی‌هایی که براساس شیمی سوپرا مولکولی انجام شده اند،شده‌اند، باعث انجام برنامه‌های کاربردی بزرگی در ساخت بیومتریال و توسعه درمان‌شناسی شده‌اند.<ref>{{Cite journal|last=Webber|first=Matthew J.|last2=Appel|first2=Eric A.|last3=Meijer|first3=E. W.|last4=Langer|first4=Robert|date=2016-01-01|title=Supramolecular biomaterials|url=http://adsabs.harvard.edu/abs/2016NatMa..15...13W|journal=Nature Materials|volume=15|pages=13–26|doi=10.1038/nmat4474|issn=1476-1122}}</ref>
===[[علم مواد]]===
[[پرونده:Cell tech Pharmed Co 03.jpg|بندانگشتی|شیمی سوپرامولکولی کمک زیادی به پیشرفت صنعت داروسازی کرده است.]]
شیمی سوپرامولکولی کاربردهای بسیاری دارد<ref>{{Cite journal|last=Šantrůček|first=J.|date=2007-12|title=Huang, B. (ed.): Plant-Environment Interactions|url=http://dx.doi.org/10.1007/s11099-007-0105-2|journal=Photosynthetica|volume=45|issue=4|pages=612–612|doi=10.1007/s11099-007-0105-2|issn=0300-3604}}</ref>، از جمله برای ساخت مواد جدید. هم چنین بسیاری از [[مواد هوشمند]] بر شناخت مولکولی پایه‌ریزی شده‌اند.<ref>{{یادکرد وب|عنوان=Smart Materials Series|نشانی=http://pubs.rsc.org/bookshop/collections/series?issn=2046-0066|وبگاه=pubs.rsc.org|بازبینی=2019-04-16}}</ref>
 
مهمترین کاربردهای این شاخه عبارتند از : ساخت مواد جدید، طراحی و ساخت کاتالیزگرها، داروسازی، کامپیوترهای DNA و ... .
طراحی‌هایی که براساس شیمی سوپرا مولکولی انجام شده اند، باعث انجام برنامه‌های کاربردی بزرگی در ساخت بیومتریال و توسعه درمان‌شناسی شده‌اند.<ref>{{Cite journal|last=Webber|first=Matthew J.|last2=Appel|first2=Eric A.|last3=Meijer|first3=E. W.|last4=Langer|first4=Robert|date=2016-01-01|title=Supramolecular biomaterials|url=http://adsabs.harvard.edu/abs/2016NatMa..15...13W|journal=Nature Materials|volume=15|pages=13–26|doi=10.1038/nmat4474|issn=1476-1122}}</ref>
 
مهمترین کاربردهای این شاخه عبارتند از : ساخت مواد جدید، طراحی و ساخت کاتالیزگرها، داروسازی، کامپیوترهای DNA و ... .
 
== تاریخچه ==
[[پرونده:Van-der-Waals.jpg|بندانگشتی|نیروهای بین مولکولی اولین بار توسط وان در والس پیشنهاد شدند.]]
نیروهای بین مولکولی اولین بار توسط یوهانس دیدرک [[وان در والس (ابهام‌زدایی)|وان دروالس]] در سال 1873۱۸۷۳ مطرح شد اما هرمان امیل فیشر، برنده جایزه [[نوبل]]، پایه‌های آن را توسعه داد. او پیشنهاد کرد که برهم کنش‌های بستر -آنزیم از قفل و کلید، از اصول اساسی تشخیص مولکولی و شیمی میزبان و مهمان گرفته شده‌است. در اوایل قرن بیستم، پیوندهای غیر کووالانسی به تدریج به طورتدریجی و با پیوند هیدروژنی که توسط لاتیمر و ردبوش در سال ۱۹۲۰ توصیف شد، درک شدند.<ref name=":0">{{یادکرد وب|عنوان=شیمی سوپرا مولکول|نشانی=http://article.tebyan.net/Article/AmpShow/330824|وبگاه=تبیان|بازبینی=2019-04-16|کد زبان=fa-IR|نام=مجله فرهنگی و اطلاع رسانیاطلاع‌رسانی|نام خانوادگی=تبیان}}</ref>
 
در دهه ۱۹۷۰, شیمی سوپرا مولکولی با محققانی مانند جیمز فریزر,فریزر، توسعه ماشین‌آلات مولکولی و ساختارهای شخصی بسیار پیچیده,پیچیده، و ساخت حسگرها و روش‌های میانجی‌گری الکترونیک و زیستی پیچیده ترپیچیده‌تر شد. در طول این مدت,مدت، اصول الکتروشیمیایی وفتوشیمیایی به منظور افزایش قابلیت,قابلیت، تحقیق در سیستم‌های تکرار خودکار ساختگی وکار بر روی دستگاه‌های پردازش اطلاعات مولکولی آغاز شدند. علم در حال ظهور فن‌آوری نانو نیز تأثیر شدیدی بر این موضوع ,موضوع، با ساختن بلوکه‌ای ساختمانی در سیستم‌های مصنوعی نقش داشت.
 
== مکانیزم هایمکانیزم‌های پلیمریزاسیون سوپرا مولکولی ==
مکانیزم پلیمریزاسیون غیر کوالانسی در شیمی سوپرامولکولی به برهمکنش‌هایی که در فرآیندفرایند خود تجمعی بازی می‌کند دارد.
 
برخلاف پیوندهای کوالانسی، بر همکنش‌های غیر کوالانسی به [[دما]]، غلظت و برخی اوقات به میزان [[پلیمریزاسیون]] وابسته‌اند.<ref name=":0" />
 
== ایجاد [[پلیمر]]<nowiki/>های سوپرامولکول ==
درشیمی ماکرومولکول واحدهای مونومری توسط پیوندهای کووالانسی در کنار یکدیگر نگه داشته می‌شوند. درسال1990درسال۱۹۹۰ ژان ماری لن یک ناحیه جدید در زمینه شیمی [[پلیمر]] توسط ایجاد پلیمری که در ان واحدهای مونومری توسط پیوندهیدروژنی در کناریکدیگر نگه داشته می‌شوند معرفی کرد که به یک پلیمر سوپرامولکول کریستال مایع منتهی شد. این اغازآغاز زمینه شیمی پلیمرسوپرامولکول بود. مواد با برهمکنش‌های برگشت پذیرایجاد شد و در نتیجه فرصت تولید مواد با خواصی که غیر ممکنغیرممکن یا رسیدن به ان سخت است را معرفی کرد.
 
با الهام از این کار گریفین و همکارانش پلیمرهای سوپرامولکول زنجیره اصلی برپایه پیوند هیدروژنی پیریدین/بنزوئیک اسید را توسعه دادند همچنین پلیمرهای سوپرامولکول [[کریستال]] مایع را به دست اوردندآوردند. ما پلیمرهای سوپرامولکول را به این صورت تعریف می‌کنیم: ارایه‌های پلیمری واحدهای مونومری که کنار یکدیگر آورده می‌شوند توسط برهمکنش‌های برگشت پذیربرگشت‌پذیر وبسیار جهت دار ثانویه به خواص پلیمری در محلول‌های رقیق وغلیظ و همچنین در حالت توده منجر می‌شود.
 
واحدهای مونومری پلیمرهای سوپرامولکول خودشان دارای تکرارقطعات شیمیایی نیستند. جهت و قدرت پیوند سوپرامولکول ویژگی‌های مهم این سیستم‌ها هستند که می‌توان به عنوان پلیمر و رفتارشان برطبق تئوری‌های که به خوبی تثبیت شده برای فیزیک پلیمرها در نظر گرفت.
سطر ۳۵ ⟵ ۳۴:
 
== دیدگاه آینده ==
پیشرفت در زمینه‌های شیمی پلیمر و آلی، سنتز پلیمر و مونو مرهای پیچیده را قادر ساخته استساخته‌است. دانش ما در زمینه شیمی سوپرا مولکول کنترل بر روی سیستم‌های خود تجمعی را افزایش می‌دهد و راه را برای ایجاد مواد سوپرا مولکول بر اساس برهمکنش‌های غیر کووالانسی باز می‌کند. در دهه‌های گذشته، پیوند هیدروژنی به اثبات رسانده استرسانده‌است که یک کاندیدای مناسب به حساب می آیدمی‌آید. با افزایش دانش ما دربارهٔ اصول پیوند هیدروژنی و رفتار خود تجمعی آن‌ها در محلول و در حالت جامد کشف سنتز سیستم‌های چند جزئی سوپرا مولکول با شکل‌های عمده سوپرا مولکول مختلف در سال‌های اخیر آغاز شد.
 
با استفاده از پیوند هیدروژنی خالص، سیستم‌های چند جزئی نتایج امیدوارکننده ای نشان دادند به عنوان مثال کوپلیمرهای دسته ای سوپرا مولکول و مواد زیستی زیست فعال.
 
در حال حاضر زمان به دست آوردن ساختارهای مولکولی خوب همچون ساختار سوپرا مولکول توسط ترکیب دانش گسترده در شیمی پلیمر سنتی با دانش فعلی شیمی سوپرا مولکول است. مرحله بعدی در توسعه پیوند هیدروژنی در شیمی پلیمر سوپرا مولکول به دست آوردن کنترل بر روی خود تجمعی است که با استفاده از گروه‌های حفاظتی سوپرا مولکول یا با روشن خاموش کردن پلیمریزاسیون سوپرا مولکول توسط تغییر موتیف‌های پیوند هیدروژنی بدست می آیدمی‌آید.
 
این امر می‌تواند یک گام به سمت مواد با خواص خوب باشد. به عنوان یک مثال ما دانش علم پلیمر و شیمی سوپرامولکول را برای به دست آوردن نانو ذرات سوپرا مولکول بر اساس پیوند هیدروژنی ترکیب کردیم. با استفاده از شیمی پلیمر پلیمرهای کووالانسی با توزیع وزن مولکولی باریک سنتز شدکه متحمل  بخش‌های کوچکی از گروه‌های UPy محافظ کووالانسیبر روی زنجیره‌های جانبی شان  می‌شود. پس از حفاظت زدایی توسط نور UV، موتیف UPy روشن می‌شود و سوپرا مولکول کراسلینک شده توسط [[پیوند هیدروژنی]] UPy بدست می آیدمی‌آید. با استفاده از شرایط رقیق، [[نانوذرات]] سوپرا [[مولکول]] تک زنجیره بدست می آیدمی‌آید که شبیه به پروتئین‌های تا شده سوپرا مولکول است. این می‌تواند اولین قدم به سوی پروتئین‌های مصنوعی و آنزیم‌ها باشد و امکانات بی شمار برای پلیمر سوپرا مولکول را نشان می‌دهد. علاوه بر این، دمای فیلم این نانو ذرات بالا می‌رود، پیوندهای هیدروژنی بین مولکولی تشکیل می‌شوند و سیستم تبدیل به یک شبکه پیوند هیدروژنی سه بعدی می‌شود.می‌شود؛ بنابراین پتانسیل کامل [[برهم‌کنش|برهمکنش]]‌های برگشت پذیربرگشت‌پذیر سوپرا مولکول‌ها در فرآیندفرایند مواد به کار می‌رود. <ref>{{یادکرد وب|عنوان=شیمی سوپرا مولکول|نشانی=http://article.tebyan.net/330824/%D8%B4%DB%8C%D9%85%DB%8Cشیمی-%D8%B3%D9%88%D9%BE%D8%B1%D8%A7سوپرا-%D9%85%D9%88%D9%84%DA%A9%D9%88%D9%84مولکول|وبگاه=article.tebyan.net|بازبینی=2019-04-16|کد زبان=Persian|نام=موسسه فرهنگی و اطلاع رسانیاطلاع‌رسانی|نام خانوادگی=تبیان}}</ref>
 
== منابع ==
{{پانویس}}
* ویکی‌پدیای انگلیسی