Scooby-Doo đọc thấy câu hỏi của bạn lqmcuong6111 nên ngứa nghề trả lời luôn, alhq đừng giận hen.
Supramolecular chemistry (Hóa học đại phân tử???) ngày càng đuợc quan tâm bởi nhiều ngành khác nhau như hóa học, sinh học, vật lý, khoa học vật liệu nghiên cứu và mô hình hóa bằng máy tính (computational modeling). Trong thực tế, supramolecular chemistry đã phát triển một thời gian khá lâu với những cột mốc thời gian quan trọng như sau:
Trước tiên chúng ta phải biết định nghĩa của Supramolecular Chemistry là: hóa học ở ngoài mức độ phân tử (chemistry beyond the molecule) dùng để chỉ hai hay nhiều phân tử mà giữa chúng có tương tác bằng những liên kết liên phân tử yếu (không là liên kết hóa trị!!!) dẫn đến kết hợp giữa chúng để tạo nên những đại phân tử thường có trúc trật tự hơn. Những tuơng tác này được liệt kê bao gồm những loại cơ bản sau:ion-ion (100-350 kJ/mol), ion lưỡng cực (50-200 kJ/mol), lưỡng cực-lưỡng cực (5-50 kJ/mol), cation-pi bond (5-80 kJ/mol), kết hợp pi-pi (pi-pi stacking, 0-50 kJ/mol), methyl-pi, van der Waals (<5 kJ/mol, hoặc khác nữa), liên kết ở trạng thái rắn, dung môi hóa và chuyển nhượng điện tích (charge transfer).
Nếu sự kết hợp xảy ra giữa hai phân tử khác nhau về độ lớn, thông thường phần tử có kích thuớc lớn hơn sẽ chứa đựng phân tử nhỏ hơn. Khi đó phần tử có kích thước lớn được gọi là chủ thể (HOST) và phần tử nhỏ hơn được gọi là khách thể (GUEST). Đại phân tử (supramolecule) tạo thành do sự kết hợp giữa host và guest được gọi là host-guest complex (Phức chất host-guest).
Host có thể là rất nhiều hợp chất khác nhau có lỗ trống (cavity). Hiện nay có rất nhiều loại HOST khác nhau. Bạn alhq đã trình bày những HOST mang tính lịch sử mở đường cho sự bùng nổ nghiên cứu về host-guest cheimistry và supramolecular chemistry.
GUEST thừơng là những phân tử nhỏ hơn như phân tử dung môi, ion, fullerenes, phân tử hữu cơ như amino acid...
Phức chất tạo thành do một hay nhiều phân tử guest chui vào lỗ trống của một phân tử host được gọi la cavitate (a). Ngược lại phức chất tạo thành do guest xen vào lỗ trổng giữa những phân tử host được gọi là clarathe (b).
Độ bền của host-guest complex được đánh giá thông qua hằng số tạo phức Kassociation thừơng đo được bằng nhiều phưong pháp hoá lý khác nhau chẳng hạn như: hồng ngoại, tử ngoại, NMR, ESR, Scanning Probe Microscopy (kính hiển vi quét bề mặt phóng đại...???), đo điện thế ....Về nguyên tắc, tất cả các phép đo này đều dựa trên sự thay đổi của tín hiệu thu được khi chỉ có khách thể hoặc chủ thể, và sự thay đổi khi thêm từng lương nhỏ chủ thể vào khách thể và nguợc lại. Sự thay đổi về cường độ tín hiệu sẽ được xủ lý bằng phưong pháp toán học để ngoại suy ra tỉ lệ tạo phức giữa host và guest và hằng số tạo phức host-guest. Tỷ lệ tạo phức còn có thể chứng minh hay nhất và đáng tin cậy nhất bằng X-ray, tuy nhiên không phải lúc nào cũng có thể lấy được cấu trúc tinh thể bằng X-ray. Nhìn vào cấu trúc X-ray sẽ biết được sự kết hợp giữa host và guest. Đầu nào sẽ tương tác với nhau. Bao nhiêu phân tử host sẽ tương tác với bao nhiêu phân tử guest.
Supramlecular Chemistry hiện nay có nhiều ứng dụng nhưng điều kiện phòng thí nghiệm của chúng ta còn nhiều hạn chế để nghiên cứu. Ví dụ ngoài ether crown đã được dùng rất lâu và rất nhiều trong tổng hợp hữu cơ cho những phản ứng xảy ra giữa hai pha nước và hữu cơ. Những ứng dụng khác của host-guest chemistry như: dùng để vận chuyển ion qua những màng kỵ nước, thiết bị quang học, xúc tác cho phản ứng, đầu dò điện cực, màng bắt chất thải phóng xã từ nhà máy hạt nhân, tách chiết chọn lọc một hay nhiều chất từ một hỗn hợp thôn qua sự tạo phức…. Hiện nay những nhiên cứu chính về supramolecular chemistry là cố gắng tổng hợp những hợp chất có cấu trúc tương tự ADN để áp dụng trong y học (bắt chọn lọc các khối u, đưa thuốc vào trong cơ thể…), tạo ra nhiều dạng vật liệu mới, các thiết bị quang học có khả năng khuếch xạ cao hơn và nhiều hướng nghiên cứu khác.
Scooby-Doo
Chú thích: Những hình scan trong bài viết này trích từ cuốn “Supramolecular Chemistry” viết bởi J.L Atwood và J.W. Steed.
aqhl
Supramolecular chemistry
Linear Mode
