SUPRAMOLÉCULAIRE (CHIMIE)
- 1. De la chimie moléculaire à la chimie supramoléculaire
- 2. La reconnaissance sphérique : cryptates cationiques de ligands macrobicycliques
- 3. Reconnaissance tétraédrique et cryptants macrotricycliques
- 4. Les applications chimiques des cryptates
- 5. Les récepteurs moléculaires d'anions et la chimie de coordination des anions
- 6. Les récepteurs macrocycliques pour les ions ammonium
- 7. Corécepteurs moléculaires
- 8. Les cryptates d'ions métalliques di- et polynucléaires
- 9. Les cryptates diammonium des corécepteurs macrotricycliques
- 10. Les corécepteurs ditopiques d'anions dicarboxylates
- 11. Les spéléants et les spéléates de cations moléculaires
- 12. Les métallorécepteurs et les supermolécules à substrats mixtes
- 13. La catalyse supramoléculaire
- 14. Les processus de transport et l'élaboration d'un transporteur
- 15. Des supermolécules aux assemblages polymoléculaires
- 16. Composants moléculaires et supramoléculaires
- 17. La chimionique
- 18. Bibliographie
Reconnaissance tétraédrique et cryptants macrotricycliques
La fixation sélective d'un substrat tétraédrique nécessite la construction d'une molécule réceptrice avec un site de reconnaissance tétraédrique. Cela peut être obtenu en disposant quatre sites de fixation appropriés aux sommets d'un tétraèdre et en les reliant par six ponts. Une telle structure, appelée macrotricycle cylindrique, a été réalisée dans le cryptant sphérique 5, qui contient quatre azotes placés aux sommets d'un tétraèdre et six oxygènes placés aux sommets d'un octaèdre, comme indiqué en 6.
De fait, le composé 5 fixe le cation NH+4 avec une force et une sélectivité exceptionnelles (par rapport à K+), formant un cryptate d'ammonium, représenté par (NH+4 ⊂ 5) et montré en 7. Ce complexe présente un haut degré de complémentarité de structure et d'interaction entre le substrat NH+4 et le récepteur 5. L'ion ammonium entre dans la cavité de 5 et est fixé par un réseau de liaisons hydrogène +N−H...N et par des interactions électrostatiques avec les six oxygènes.
Les remarquables caractéristiques de protonation du composé 5 ont conduit à la formulation de l'espèce diprotonée comme le cryptate d'eau (H2O ⊂ 5-2H+), 8, dans lequel la molécule d'eau accepte deux liaisons +N−H...O des azotes protonés et donne deux liaisons O−H...N aux azotes non protonés. La seconde protonation de 5 est facilitée par le substrat ; on peut la considérer comme un effet de « coopérativité positive » dans lequel H2O joue le rôle d'effecteur. Quand 5 est tétraprotoné, il forme le cryptate de chlorure (Cl- ⊂ 5-4H+), 9, dans lequel l'anion inclus est fixé par quatre liaisons hydrogène +N−H...X-.
Le macrotricycle sphérique 5 constitue ainsi un récepteur moléculaire possédant un site de reconnaissance tétraédrique qui fixe les substrats par un réseau tétraédrique de liaisons hydrogène comme dans 7, 8 et 9. Cela illustre le génie moléculaire nécessaire à la chimie des récepteurs abiotiques.
- 1. De la chimie moléculaire à la chimie supramoléculaire
- 2. La reconnaissance sphérique : cryptates cationiques de ligands macrobicycliques
- 3. Reconnaissance tétraédrique et cryptants macrotricycliques
- 4. Les applications chimiques des cryptates
- 5. Les récepteurs moléculaires d'anions et la chimie de coordination des anions
- 6. Les récepteurs macrocycliques pour les ions ammonium
- 7. Corécepteurs moléculaires
- 8. Les cryptates d'ions métalliques di- et polynucléaires
- 9. Les cryptates diammonium des corécepteurs macrotricycliques
- 10. Les corécepteurs ditopiques d'anions dicarboxylates
- 11. Les spéléants et les spéléates de cations moléculaires
- 12. Les métallorécepteurs et les supermolécules à substrats mixtes
- 13. La catalyse supramoléculaire
- 14. Les processus de transport et l'élaboration d'un transporteur
- 15. Des supermolécules aux assemblages polymoléculaires
- 16. Composants moléculaires et supramoléculaires
- 17. La chimionique
- 18. Bibliographie
La suite de cet article est accessible aux abonnés
- Des contenus variés, complets et fiables
- Accessible sur tous les écrans
- Pas de publicité
Déjà abonné ? Se connecter
Écrit par
- Jean-Marie LEHN : professeur au Collège de France
Classification
Pour citer cet article
Jean-Marie LEHN. SUPRAMOLÉCULAIRE (CHIMIE) [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )
Médias
Anneaux borroméens
Encyclopædia Universalis France
Fonctions de base
Encyclopædia Universalis France
Structures macropolycycliques
Encyclopædia Universalis France
Autres références
-
CHIMIE - Histoire
- Écrit par Élisabeth GORDON, Jacques GUILLERME, Raymond MAUREL
- 11 186 mots
- 7 médias
...que des édifices totalement inorganiques comme de petits agrégats d'atomes métalliques ou clusters (fig. 1). On s'oriente aussi vers l'élaboration d'une chimie supramoléculaire, fondée non plus sur des liaisons covalentes classiques, mais sur des interactions diverses entre molécules ; c'est ainsi qu'ont... -
CHIMIE - La chimie aujourd'hui
- Écrit par Pierre LASZLO
- 10 856 mots
- 3 médias
CharlesJohn Pedersen (1904-1989), Donald James Cram (1919-2001) et Jean-Marie Lehn (né en 1939) sont les créateurs de la chimie supramoléculaire, ce qui leur valut le prix Nobel en 1987. L'un des germes en fut le modèle « clé-serrure », comme Emil Fischer (1852-1919) dénomma l'interaction spécifique... -
COMPLEXES, chimie
- Écrit par René-Antoine PARIS, Jean-Pierre SCHARFF
- 4 304 mots
- 5 médias
...complexation. De plus, ces substances permettent le transport sélectif de cations complexés à travers des membranes artificielles ou biologiques. Plusieurs équipes de recherche ont alors tenté d'obtenir des macrocycles synthétiques susceptibles de présenter des propriétés analogues. Des études systématiques... -
LEHN JEAN-MARIE (1939- )
- Écrit par Jean-Paul BEHR, Universalis, Mir Wais HOSSEINI
- 595 mots
Chimiste français né le 30 septembre 1939 à Rosheim (Bas-Rhin), Jean-Marie Lehn a reçu, en 1987, le prix Nobel de chimie, avec les Américains Donald J. Cram et Charles J. Pedersen. Ce prix récompense leurs travaux sur l'élaboration et l'utilisation de molécules « creuses » pouvant exercer, avec...
Voir aussi
- IONS
- ÉLECTRONIQUE MOLÉCULAIRE
- TRANSPORTS MEMBRANAIRES
- CATALYSE ENZYMATIQUE
- COMPOSANTS ÉLECTRONIQUES
- SITE DE FIXATION
- INTERACTIONS MOLÉCULAIRES
- IONS MÉTALLIQUES
- COMPLEXES POLYNUCLÉAIRES
- SUPERMOLÉCULES
- CYCLIQUES COMPOSÉS
- ANIONS
- CATIONS
- LIGAND ou COORDINAT, chimie
- ASSOCIATION MOLÉCULAIRE
- ENZYMES ARTIFICIELLES
- CLUSTER
- TÉTRAÈDRE, stéréochimie
- AUTOASSEMBLAGE
- CRYPTATES
- SÉLECTIVITÉ, chimie
- FIXATION, chimie
- SUBSTRAT, chimie
- SPÉLÉANT
- CRYPTANTS
- ÉTHER-COURONNE
- MACROCYCLIQUES COMPOSÉS
