
【化】 supermolecular structure; supramolecular structure
超分子結構(Supramolecular Structure)是指通過非共價相互作用(如氫鍵、範德華力、π-π堆積和疏水效應等)形成的分子組裝體。這類結構由多個分子或分子片段自發組織而成,具有動态可逆性和功能協同性。例如,DNA雙螺旋、細胞膜脂質雙層和酶-底物複合物均屬于典型的超分子體系,其穩定性依賴于分子間的弱相互作用而非強化學鍵。
在化學與材料科學領域,超分子結構的設計原理被廣泛應用于藥物遞送系統、分子傳感器和自修複材料開發。諾貝爾化學獎得主Jean-Marie Lehn曾指出,超分子化學的核心是“分子識别與自組裝過程”,其研究推動了仿生材料與智能器件的突破。根據國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)的定義,這類結構需滿足三個特征:多組分性、非共價結合性和特定功能導向性。
權威參考文獻:
超分子結構是由分子通過非共價相互作用(如氫鍵、π-π堆積、範德華力等)自組裝形成的複雜有序聚集體,具有獨特的物理化學性質和應用潛力。以下從多個角度詳細解釋:
超分子結構是由兩種或多種分子通過非共價鍵結合而成的有序體系。與傳統共價鍵不同,其結合方式具有動态可逆性,例如冠醚與金屬離子的配位、環糊精與客體的包合等。這種結構既保留了單個分子的特性,又因分子間協同作用表現出新功能(如選擇性識别、自修複等)。
超分子化學由諾貝爾獎得主Jean-Marie Lehn提出,突破了傳統化學對共價鍵的局限,拓展了分子工程的應用領域。例如,DNA雙螺旋結構、環糊精包合物、柱芳烴超分子聚合物等均為典型代表。
已報道的超分子主體包括冠醚、環糊精、杯芳烴、瓜環(葫蘆脲)、柱芳烴等。這些結構在藥物遞送、催化、環境監測等領域有廣泛應用。
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