Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Молекула кольца, способная удерживать другие молекулы внутри себя.
Ring molecule able to hold other molecules within itself
В химии рессорцинарен (также рессоркарен или каликс[4]рессорцинарен) представляет собой макроцикл, или циклический олигомер, образованный в результате конденсации резорцинола (1,3-дигидроксибензола) и альдегида. Ресорцинарены являются типом каликсарена. К другим типам рессорцинаренов относятся родственные пирогаллоларены и октагидроксипиридины, полученные соответственно из пирогаллола и 2,6-дигидроксипиридина. Ресорцинарены взаимодействуют с другими молекулами, формируя комплексы типа «хозяин-гость». Ресорцинарены и пирогаллоларены самоорганизуются в более крупные супрамолекулярные структуры. Как в кристаллическом состоянии, так и в органических растворителях, шесть молекул ресорцинарена образуют гексамеры с внутренним объемом около одного кубического нанометра (нанокапсулы) и формой, напоминающей архимедовы тела. Водородные связи, по-видимому, обеспечивают стабильность этой структуры. Внутри полости находятся различные молекулы растворителя или другие соединения. Ресорцинарен также является базовым структурным элементом для других систем молекулярного распознавания, обычно формируемых путем связывания фенольных кислородов алкильными или ароматическими спейсерами. На основе этого макроцикла созданы различные молекулярные структуры, такие как кавитанды и карцеранды.
In chemistry, a resorcinarene (also resorcarene or calix[4]resorcinarene) is a macrocycle, or a cyclic oligomer, based on the condensation of resorcinol (1,3 dihydroxybenzene) and an aldehyde. Resorcinarenes are a type of calixarene. Other types of resorcinarenes include the related pyrogallolarenes and octahydroxypyridines, derived from pyrogallol and 2,6 dihydroxypyridine, respectively. Resorcinarenes interact with other molecules forming a host–guest complex. Resorcinarenes and pyrogallolarenes self assemble into larger supramolecular structures. Both in the crystalline state and in organic solvents, six resorcinarene molecules are known to form hexamers with an internal volume of around one cubic nanometer (nanocapsules) and shapes similar to the Archimedean solids. Hydrogen bonds appear to hold the assembly together. A number of solvent or other molecules reside inside. The resorcinarene is also the basic structural unit for other molecular recognition scaffolds, typically formed by bridging the phenolic oxygens with alkyl or aromatic spacers. A number of molecular structures are based on this macrocycle, namely cavitands and carcerands.
Синтез
Ресорцинарены обычно получают путем конденсации ресорцинола и альдегида в кислотном растворе. Эта реакция была впервые описана Адольфом фон Бейером, который описал конденсацию ресорцинола и бензальдегида, но не смог установить природу образующегося продукта (продуктов). С тех пор методы были усовершенствованы. Обычно рекристаллизация позволяет получить желаемый изомер в достаточно чистом виде. Однако для определенных альдегидов условия реакции приводят к образованию значительного количества побочных продуктов. Были разработаны альтернативные условия конденсации, включая использование катализаторов кислот Льюиса. В рамках принципов зеленой химии используется методика без растворителей: ресорцинол, альдегид и п-толуолсульфоновая кислота измельчаются вместе в ступке при низкой температуре.
The resorcinarenes are typically prepared by condensation of resorcinol and an aldehyde in acid solution. This reaction was first described by Adolf von Baeyer who described the condensation of resorcinol and benzaldehyde but was unable to elucidate the nature of the product(s). The methods have since been refined. Recrystallization typically gives the desired isomer in quite pure form. However, for certain aldehydes, the reaction conditions lead to significant by products. Alternative condensation conditions have been developed, including the use of Lewis acid catalysts. A green chemistry procedure uses solvent free conditions: resorcinol, an aldehyde, and p toluenesulfonic acid are ground together in a mortar and pestle at low temperature.
Структура
Ресорцинарены характеризуются широким верхним и узким нижним краем. Верхний край включает восемь гидроксильных групп, способных участвовать в водородных связях. В зависимости от используемого альдегида, нижний край содержит четыре заместителя, обычно выбираемых для обеспечения оптимальной растворимости. Номенклатура ресорцино[n]аренов аналогична номенклатуре каликс[n]аренов, где 'n' обозначает число повторяющихся звеньев в кольце. Пирогаллоларены – родственные макроциклы, получаемые в результате конденсации пирогаллола (1,2,3-тригидроксибензола) с альдегидом. Ресорцинарены и пирогаллоларены самоорганизуются, формируя супрамолекулярные структуры. Как в кристаллическом состоянии, так и в растворе, они образуют гексамеры, подобные некоторым архимедовым телам с внутренним объемом около одного кубического нанометра (нанокапсулы). (Изобутилпирогаллол[4]арен)6 удерживается вместе 48 межмолекулярными водородными связями. Оставшиеся 24 водородные связи являются внутримолекулярными. Полость заполнена растворителем.
Resorcinarenes can be characterized by a wide upper rim and a narrow lower rim. The upper rim includes eight hydroxyl groups that can participate in hydrogen bonding interactions. Depending on the aldehyde starting material, the lower rim includes four appending groups, usually chosen to give optimal solubility. The resorcin[n]arene nomenclature is analogous to that of calix[n]arenes, in which 'n' represents the number of repeating units in the ring. Pyrogallolarenes are related macrocycles derived from the condensation of pyrogallol (1,2,3 trihydroxybenzene) with an aldehyde. Resorcinarenes and pyrogallolarenes self assemble to give supramolecular assemblies. Both in the crystalline state and in solution, they are known to form hexamers that are akin to certain Archimedean solids with an internal volume of around one cubic nanometer (nanocapsules). (Isobutylpyrogallol[4]arene)6 is held together by 48 intermolecular hydrogen bonds. The remaining 24 hydrogen bonds are intramolecular. The cavity is filled by solvent.
Катализ
Гексамер ресорцинарена описан как реакционный сосуд объемом йоктолитр. Внутри этого замкнутого пространства наблюдались циклизации терпенов и реакции, катализируемые иминием.
The resorcinarene hexamer has been described as a yoctolitre reaction vessel. Within the confines of the container, terpene cyclizations and iminium catalyzed reactions have been observed.