Кіріспе

Молекуланың байланысқан атомдар сақинасы – циклдік қосылыстар (немесе сақиналық қосылыстар) химия саласындағы қосылыстарды сипаттау үшін қолданылатын термин. Бұл жағдайда, қосылыстағы бір немесе бірнеше атомдар тізбегі сақинаны құрау үшін байланысады. Сақиналардың мөлшері үш атомнан бастап көптеген атомдарға дейін өзгеруі мүмкін. Мысалдарға, барлық атомдары көміртек (яғни карбоциклдер), ешқандай атомы көміртек (органикалық емес циклдік қосылыстар) немесе көміртек және көміртек емес атомдардың (көміртек және көміртекті емес сақиналары бар гетероциклдік қосылыстар) бар жағдайлары кіреді. Сақинаның мөлшеріне, сақинадағы атомдар арасындағы байланыстардың тәртібіне және олардың орналасуына байланысты карбоциклді және гетероциклдік қосылыстар ароматты немесе ароматсыз болуы мүмкін. Ароматсыз жағдайда, олар толық қаныққан күйден бастап, сақина атомдары арасындағы көптеген байланыстардың әртүрлі санына дейін өзгеруі мүмкін. Қалыпты атомдардың валенттіліктері мен сақина құру қабілеттерінің комбинациясының арқасында, тіпті кішкентай мөлшердегі (мысалы, 17 атомнан кем) циклдік құрылымдардың саны миллиардтарға жетеді. Олардың күрделілігі мен санына қоса, атомдарды сақинаға біріктіру белгілі бір атомдарды функционалдық топтар арқылы алмастыру арқылы бекітуге мүмкіндік береді, бұл қосылыстың стереохимиясы мен хиралдығына, соның ішінде сақиналарға тән ерекше көріністерге (мысалы, конфигурациялық изомерлерге) әкеледі. Сонымен қатар, сақинаның мөлшеріне байланысты, белгілі бір циклдік құрылымдардың үш өлшемді пішіні – әдетте бес атомнан тұратын және одан ірі сақиналар – өзгеріп, конформациялық изомерлік түрін көрсетуі мүмкін. Шындығында, бұл маңызды химиялық ұғымның дамуы циклдік қосылыстарға қатысты тарихи тұрғыдан туындады. Ақырында, циклдік қосылыстар, олардың ерекше пішіндері, реакциялық қабілеттері, қасиеттері және биоактивтілігінің арқасында, тірі организмдердің биохимиясында, құрылымында және қызметінде қатысатын барлық молекулалардың көп бөлігін құрайды, сондай-ақ дәрілер, пестицидтер сияқты жасанды молекулаларда да кеңінен қолданылады.

Макроциклдер

Макроцикл термині 8 немесе одан көп атомнан тұратын сақиналары бар қосылыстарды белгілеу үшін қолданылады. Макроциклдер толық карбоциклдік (тек көміртек атомдарынан тұратын сақиналар, мысалы, циклооктана), көміртек және көміртек емес атомдарды қамтитын гетероциклдік (мысалы, 8 немесе одан көп атомнан тұратын сақиналары бар лактондар мен лактамалар) немесе көміртек емес (сақиналарда тек көміртек емес атомдар бар, мысалы, диселений гексасульфиді) болуы мүмкін. Сақиналарында көміртек бар гетероциклдерде көміртек емес атомдардың саны шектеулі болуы мүмкін (мысалы, лактондар мен лактамалардағы сақиналар көміртекке бай, бірақ көміртек емес атомдардың саны аз), немесе көміртек емес атомдарға бай болып, айқын симметрияны көрсетуі мүмкін (мысалы, хелаттаушы макроциклдерде). Макроциклдер көптеген тұрақты конформацияларға ие болуы мүмкін, бірақ сақина ішіндегі трансаналдық байланыспаған өзара әрекеттесулерді азайтатын конформацияларды ұнатады (мысалы, циклооктана үшін кресло-кресло және қайық конформациялары, көрсетілген доғалармен бейнеленген өзара әрекеттесулерге байланысты, қайық-қайық конформациясынан тұрақтырақ). Орташа сақиналар (8-11 атом) ең жоғары кернеуге ие, олардың кернеу энергиясы 9-13 (ккал/моль) аралығында болады, ал үлкен макроциклдердің конформацияларындағы маңызды факторларды талдау орташа сақина конформацияларын пайдалану арқылы модельдеуге болады. Жұп емес атомдардан тұратын сақиналардың конформациялық талдауы, олардың тұрақты конформациялар арасындағы энергия айырмашылығы аз симметриялық формаларда болуға бейім екенін көрсетеді.

Номенклатура

IUPAC номенклатурасы циклдік құрылымдарды атау үшін кеңайтылған ережелерді қамтиды, олар негізгі құрылымдар ретінде де, алициклдік құрылымдарға қосылған топтар ретінде де қолданылады. Егер сақиналы қосылыста 12 немесе одан көп атомнан тұратын сақина болса, онда "макроцикл" термині қолданылады.