A szupramolekuláris (szupramolekuláris) kémia ( Supramolekuláris kémia , Szupermolekuláris kémia ) egy interdiszciplináris tudományterület, amely magában foglalja a kémiai, fizikai és biológiai vonatkozásait annak, hogy a kémiai rendszereket a molekuláknál összetettebbnek tekintjük , és intermolekuláris (nem kovalens) kölcsönhatások révén egyetlen egésszé kapcsolódnak össze . A szupramolekuláris kémia tárgyai olyan szupramolekuláris együttesek , amelyek spontán módon komplementerből épülnek fel , vagyis a fragmentumok geometriai és kémiai megfeleltetésével rendelkeznek, hasonlóan egy élő sejtben a legösszetettebb térbeli struktúrák spontán összeállításához . A modern kémia egyik alapvető problémája az ilyen rendszerek irányított tervezése, adott szerkezetű és tulajdonságú molekuláris "építőkockákból" magasan rendezett szupramolekuláris vegyületek létrehozása. A szupramolekuláris képződményekre jellemző a komponenseik térbeli elrendezése, az architektúra, a "suprastructure", valamint a komponenseket összetartó intermolekuláris kölcsönhatások típusai. Általában az intermolekuláris kölcsönhatások gyengébbek, mint a kovalens kötések , így a szupramolekuláris asszociációk termodinamikailag kevésbé stabilak, kinetikailag labilisabbak és dinamikusan rugalmasabbak, mint a molekulák.
A szupramolekuláris kémia terminológiája szerint a szupramolekuláris asszociációk komponenseit általában receptornak (ρ) és szubsztrátumnak (σ) nevezik, ahol a szubsztrát a kötésbe belépő kisebb komponens. A zárványvegyület , klatrát és a vendég-gazda típusú vegyület (komplex) kifejezések olyan vegyületeket jellemeznek , amelyek szilárd állapotban léteznek, és a szilárd szupramolekuláris együttesekhez kapcsolódnak.
Egy bizonyos σ szubsztrát és ρ receptora szelektív kötődése σρ szupermolekulává a molekuláris felismerési folyamat eredményeként megy végbe . Ha a receptor a kötőhelyeken kívül reaktív funkciós csoportokat is tartalmaz , az képes befolyásolni a hozzá kapcsolódó szubsztrátum kémiai átalakulását , szupramolekuláris katalizátorként működve . Egy lipofil, membránban oldódó receptor hordozóként működhet , végrehajtva a megkötött szubsztrát szállítását , átvitelét . Így a molekuláris felismerés, átalakítás, átvitel a szupramolekuláris objektumok fő funkciója.
A szupramolekuláris kémia két nagy, részben átfedő területre osztható, amelyeket rendre figyelembe veszünk: 1) a szupermolekulák jól körülhatárolható, diszkrét oligomolekuláris képződmények, amelyek több komponens (receptor és szubsztrát(ok)) intermolekuláris asszociációja következtében jönnek létre. valamilyen „program”, amely a molekuláris felismerés elvei alapján működik; 2) szupramolekuláris együttesek - polimolekuláris asszociációk, amelyek korlátlan számú komponens egy meghatározott fázisba történő spontán társulásából származnak, amelyeket többé-kevésbé határozott mikroszkopikus szintű szerveződés és a fázis (film, réteg) jellegétől függően makroszkopikus tulajdonságok jellemeznek. , membrán , vezikula , mezomorf fázis , kristály stb.).
Egy speciális formalizmust használnak a szubsztrátum(ok) receptorhoz viszonyított elhelyezkedésének leírására. A külső addukt komplexeket [A,B] vagy [A//B]-ként jelölhetjük. A ρ zárványkomplexumokat ρ-ben és a σ és ρ részleges metszéspontot a zárvány ⊂ és a ∩ metszéspont matematikai szimbólumai jelölik – [A⊂B], illetve [A∩B]. A modern kémiai irodalomban a ∩ szimbólum mellett gyakran használják a @ alternatív szimbólumot is.
A "szupramolekuláris kémia" kifejezést először 1978-ban vezette be a Nobel-díjas Jean-Marie Lehn , és úgy határozta meg, mint "az a kémia, amely leírja azokat az összetett képződményeket, amelyek két (vagy több) kémiai részecske összekapcsolódásából származnak, amelyeket intermolekuláris erők kötnek össze". A következő éveket ennek a fiatal interdiszciplináris tudománynak a robbanásszerű fejlődése jellemezte. 2016-ban a kémiai Nobel-díjat Sir James Fraser Stoddart , Jean-Pierre Sauvage és Bernard Feringa kapta az ezen a területen végzett kutatásokért .