Catenanos Y Rotaxanos

INTRODUCCIÓN

Los primeros Catenanos y Rotaxanos fueron sintetizados en la década de 1960, pero no fue sino hasta hace unos años que se empezaron a considerar estas estructuras como posibles fuentes de una aplicación importante. Al principio, la síntesis de este tipo de estructuras era muy difícil ya que se utilizaban únicamente fuerzas intermoleculares e interacciones ácido-base para dirigir la reacción.

Sin embargo, en la actualidad ya no existen ese tipo de impedimentos ya que se han diseñado métodos de síntesis que incorporan metales de transición para dirigir la reacción. Uno de los metales más empleados para esto es el cobre en estado de oxidación.

Como sabemos la química se dedica a investigar sistemas poli-moleculares, en los cuales, cada uno de sus componentes se mantienen unidos a través de fuerzas intermoleculares y no enlaces covalentes con los que es posible generar súper –moléculas denominadas pseudorrotaxanos, los cuales posteriormente pueden ser transformados en rotaxanos y catenanos.

Gracias a lo ya mencionado queremos realizar el trabajo para informarnos y aprender un poco más sobre los rotaxanos y catenanos así como mostrar algunas imágenes de estos.

ROTAXANOS

Es una arquitectura molecular mecánicamente entrelazada que consiste de una "molécula con forma de mancuerna", que se inserta a través de un "macrociclo".

Los dos componentes de un rotaxano están cinéticamente atrapados ya que los extremos de la mancuerna son más grandes que el diámetro interior del anillo y esto evita la disociación (desenroscado) de los componentes ya que esto requeriría una distorsión significativa de los enlaces covalentes. Se han encontrado ejemplos de rotaxanos en sistemas biológicos.

La nomenclatura aceptada es la de designar el número de componentes del rotaxano entre corchetes como prefijo. Por lo tanto, la representación gráfica del rotaxano del ejemplo anterior sería un rotaxano, ya que consta de una sola molécula central y un solo macrociclo.

Algunas de las aplicaciones de los rotaxanos son:

Las máquinas moleculares basadas en moléculas de rotaxanos han gozado de interés inicial por su uso potencial en electrónica molecular como elementos de interruptores moleculares lógicos y como transportadores moleculares. Estas máquinas moleculares generalmente se basan en el movimiento del macrociclo sobre la molécula central.

Estas máquinas basadas en rotaxanos se pueden manipular tanto por agentes químicos y fotoquímicos. Los sistemas basados en rotaxanos también han demostrado funcionar como músculos moleculares. En 2009, se informó sobre un "efecto dominó" de un extremo a otro en una máquina molecular basada en glicorotaxano.

CATENANOS

Un catenano es una estructura molecular mecánicamente entrelazada que está compuesta de dos o más macrociclos entrelazados. Los anillos entrelazados no se pueden separar sin romper los enlaces covalentes de los macrociclos. La palabra catenano se refiere a la palabra cadena. Están conceptualmente relacionados con otras arquitecturas moleculares mecánicamente entrelazadas, como los rotaxanos, los nudos moleculares o los anillos de Borromeo moleculares.

Sus propiedades:

Una característica particularmente interesante de muchos catenanos es la capacidad de los anillos para girar uno respecto del otro. Este movimiento a menudo puede ser detectado y medido por espectroscopia de RMN, entre otros métodos. Cuando existen motivos de reconocimiento molecular en el catenano terminado (por lo general aquellos que se utilizaron para sintetizar ese catenano), dicha molécula puede tener una o más posiciones preferidas termodinámicamente

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