Chemia supramolekularna

Chemia supramolekularna – dział chemii organicznej zajmującej się strukturami złożonymi z wielu podjednostek, które powstają samorzutnie na skutek słabych oddziaływań międzycząsteczkowych takich jak: siły van der Waalsa, słabe wiązania wodorowe, oddziaływania π-π (nazywanych także stackingiem) i oddziaływania elektrostatyczne lub poprzez wzajemne mechaniczne zaplecenie. Ponadto poszczególne elementy układów supramolekularnych mogą także być połączone za pomocą klasycznych wiązań kowalencyjnych^[1][2], ale, w odróżnieniu od "klasycznej" chemii organicznej, chemia supramolekularna skupia się na słabych oddziaływaniach niekowalencyjnych.

Do ważnych koncepcji, które odgrywają duże znaczenie w tej dyscyplinie naukowej należy wymienić^[3]:

• samoorganizację cząsteczek
• zwijanie się układów biopolimerycznych
• rozpoznanie molekularne
• dynamiczną chemię kombinatoryczną

Badanie oddziaływań niekowalencyjnych jest kluczowe dla zrozumienia praktycznie wszystkich procesów zachodzących w żywych komórkach. Bardzo wiele makrocząsteczkowych układów biologicznych stanowiło inspirację dla podobnych układów stworzonych przez ludzi.

Wiele cząsteczek ma skłonność do spontanicznego łączenia się w regularne struktury, które często mają inne własności niż wolne, wyjściowe cząsteczki. Typowym przykładem struktury nadcząsteczkowej jest helisa DNA, która składa się z dwóch polimerycznych cząsteczek kwasów nukleinowych połączonych razem stosunkowo słabymi wiązaniami wodorowymi.

Chemia supramolekularna zajmuje się z jednej strony badaniem już istniejących, naturalnych struktur supramolekularnych, takich jak antybiotyki jonoforowe, błony komórkowe, kwasy nukleinowe, czy kompleksy enzymów z koenzymami, a z drugiej projektowaniem i syntezą zupełnie nowych, nie występujących w naturze struktur, takich jak suche kolumnowe elektrolity, nanorurki, ciekłe kryształy, dendrymery, związki makrocykliczne (np. etery koronowe) i wiele innych.