Dipartimento di Chimica Organica “E. Paternò”, Università di Palermo

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1 Dipartimento di Chimica Organica “E. Paternò”, Università di Palermo
Chimica Supramolecolare: dalle “parole” ai “fatti” Renato Noto Dipartimento di Chimica Organica “E. Paternò”, Università di Palermo SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

2 CHIMICA SUPRAMOLECOLARE
- La Chimica degli aggregati molecolari e dei legami intermolecolari - La Chimica al di là delle molecole - La Chimica del legame non covalente - La Chimica non molecolare SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

3 Una “parola” SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

4 …un “fatto”.. SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

5 (Struttura) (Energia) Materiali Combustibili Naturali Sintetiche
(Informazioni) “Biomolecole” SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

6 “Processo biologico”: un insieme “ordinato”
Frase: insieme “ordinato” di parole “Processo biologico”: un insieme “ordinato” di molecole (oggetti) SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

7 “What is in a name? That which we call a rose, by any other name would smell as sweet.”
Shakespeare SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

8 “Processo biologico”: un insieme “ordinato”
Frase: insieme “ordinato” di parole “Processo biologico”: un insieme “ordinato” di molecole (oggetti) SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

9 Etere corona Crown ether SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

10 Calixareni SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

11 Ciclodestrina SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

12 Cucurbituril SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

13 Le Regole SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

14 Natura delle interazioni supramolecolari
ione-ione ( kJ/mole) ione-dipolo ( kJ/mole) dipolo-dipolo (5-50 kJ/mole) legame ad idrogeno (4-120 kJ/mole) legame ad alogeno (5-180 kJ/mole) catione-sistema p (5-80 kJ/mole) p-p (0-50 kJ/mole) van der Waals (<5 kJ/mole) effetti idrofobici SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

15 Effetto chelazione SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

16 Effetto chelazione [Ni(NH3)6] NH2CH2CH2NH2 -> [Ni(NH2CH2CH2NH2)3] NH3 log K = 8.76 Effetto additivo Effetto moltiplicativo Fattori entalpici Fattori entropici SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

17 Effetto cinetico Ni2+ + NH3 -> [NiNH3]2+ k1
[NiNH3]2+ + NH3 -> [Ni(NH3)2]2+ k2 Ni2+ + NH2CH2CH2NH2 -> [NiNH2CH2CH2NH2]2+ k’1 [NiNH2CH2CH2NH2]2+ -> [Ni(NH2CH2)2]2+ k’2 k1˜ k’1 k’2 >>k2 SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

18 Effetto chelazione Effetto macrociclico SPAIS 2006, Caccamo
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19 Preorganizzazione 2.3 6.08 SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

20 Una frase: “Il trasporto attraverso una membrana”
1) Formazione ad una interfaccia del complesso carrier-substrato. 2) Diffusione del complesso attraverso la membrana. 3) Rilascio del substrato all’altra interfaccia. 4) Diffusione in senso opposto del carrier. SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

21 Le proprietà del carrier
1) Altamente selettivo 2) Costanti di binding non troppo elevate 3) Costanti di velocità di formazione e di decomposizione del complesso alte 4) Sufficiente flessibilità SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

22 Nonactina SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

23 Selettività termodinamica Selettività cinetica
6.08 4.02 SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

24 Complementarietà SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

25 6.08 2.04 1.15 SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

26 SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

27 SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

28 SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

29 Katapinandi out-out in-out in-in SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

30 KCl-/KBr- = 50 SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

31 Equilibrio conformazionale
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32 Calixareni SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

33 SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

34 SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

35 Calixareni SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

36 Calixareni Calixareni Cono Semicono 1,2-alternato 1,3-alternato
La distribuzione percentuale fra le varie conformazioni dipende dai sostituenti sui due bordi e dal solvente. SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

37 Per il calixarene “classico” la conformazione a cono, più polare, prevale in solventi polari.
L’alchilazione degli ossidrili distrugge la rete di legami ad idrogeno e favorisce la conversione. SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

38 Calixareni ….i complessi
Prevalente nel caso di Li e Na. Base e acido hard. Prevalente nel caso del K. Tre interazioni ione-p e una base hard-acido soft. Prevalente nel caso di ioni alchil-ammonio. SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

39 K+ SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

40 Riconoscimento molecolare
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41 Riconoscimento chirale
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42 La chiralità semplifica il messaggio
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43 Nella scrittura-lettura la direzione, da sinistra a destra,
permette l’univoca interpretazione della parola o della frase. osso, oso, yamamay, ala asso-ossa, acetone-enoteca, tuo-out no-on anna ama otto SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

44 Guest K (M-1) RL/D D-Trp 45.5 1.3 L-Trp 34.5
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45 SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

46 SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

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48 Grazie SPAIS 2006, Caccamo Prof. Renato Noto

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