Supramolekulare Chemie: Vom Einzelmolekül zur komplexen Funktionseinheit

At present chemistry is undergoing an interesting change from the traditional preparation and investigation of single molecules to the construction and use of more complex functionalized architectures. Especially the better understanding of biological processes and the demand to create new materials with specific properties lead to a development of novel nanostructured assemblies that are held together by reversible weak interactions, that include coordination and hydrogen bonds, van der Waals forces as well as p-p and electrostatic interactions. Based on the smart use of Nature’s principles of molecular recognition and self-assembly, the supramolecular chemistry is now one of the pillars within the framework of nanotechnology. This contribution gives an overview on the basic concepts of supramolecular chemistry, the latter’s connections with biological systems and foreseeable applications.Die Chemie erfährt gegenwärtig einen interessanten Übergang von der traditionellen Betrachtung der Einzelmoleküle hin zu großen komplexen Funktionseinheiten. Besonders das wachsende Verständnis biologischer Prozesse als auch die steigenden Forderungen nach neuen Werkstoffen mit einem spezifischen Eigenschaftsprofil führten zur gezielten Konstruktion definierter Baueinheiten auf der Nanometerskala. Dabei werden in intelligenter Weise reversible Bindungsprozesse auf Basis schwacher nichtkovalenter Wechselwirkungen, wie koordinative und Wasserstoffbrückenbindungen, Van-der-Waals- Kräfte sowie p−p- und elektrostatische Wechselwirkungen, genutzt. Aufbauend auf den natürlichen Prinzipien der molekularen Erkennung und Selbstorganisation ist die supramolekulare Chemie heute eine der Säulen in der Entwicklung der Nanotechnologie. Im Beitrag wird ein Überblick über wesentliche Aspekte der supramolekularen Chemie, ihre Anknüpfung an biologische Prinzipien und ausgewählte Nutzungsmöglichkeiten gegeben

Self-assembly of an imidazolate-bridged FeIII/CuII heterometallic cage

A rare, discrete, mixed-valent, heterometallic Fe(III)/Cu(II) cage, [CuFeL](ClO)χ solvent (HL = tris{[2-{(imidazole-4-yl)methylidene}amino]ethyl} amine), was designed and synthesized via metal-ion-directed self-assembly with neutral tripodal metalloligands. The formation of this coordination cage was demonstrated by X-ray crystallography, ESI mass spectrometry, FT-IR, and UV-vis-NIR spectroscopy

Supramolekulare Chemie: Vom Einzelmolekül zur komplexen Funktionseinheit

At present chemistry is undergoing an interesting change from the traditional preparation and investigation of single molecules to the construction and use of more complex functionalized architectures. Especially the better understanding of biological processes and the demand to create new materials with specific properties lead to a development of novel nanostructured assemblies that are held together by reversible weak interactions, that include coordination and hydrogen bonds, van der Waals forces as well as p-p and electrostatic interactions. Based on the smart use of Nature’s principles of molecular recognition and self-assembly, the supramolecular chemistry is now one of the pillars within the framework of nanotechnology. This contribution gives an overview on the basic concepts of supramolecular chemistry, the latter’s connections with biological systems and foreseeable applications.Die Chemie erfährt gegenwärtig einen interessanten Übergang von der traditionellen Betrachtung der Einzelmoleküle hin zu großen komplexen Funktionseinheiten. Besonders das wachsende Verständnis biologischer Prozesse als auch die steigenden Forderungen nach neuen Werkstoffen mit einem spezifischen Eigenschaftsprofil führten zur gezielten Konstruktion definierter Baueinheiten auf der Nanometerskala. Dabei werden in intelligenter Weise reversible Bindungsprozesse auf Basis schwacher nichtkovalenter Wechselwirkungen, wie koordinative und Wasserstoffbrückenbindungen, Van-der-Waals- Kräfte sowie p−p- und elektrostatische Wechselwirkungen, genutzt. Aufbauend auf den natürlichen Prinzipien der molekularen Erkennung und Selbstorganisation ist die supramolekulare Chemie heute eine der Säulen in der Entwicklung der Nanotechnologie. Im Beitrag wird ein Überblick über wesentliche Aspekte der supramolekularen Chemie, ihre Anknüpfung an biologische Prinzipien und ausgewählte Nutzungsmöglichkeiten gegeben

Supramolekulare Chemie: Vom Einzelmolekül zur komplexen Funktionseinheit

At present chemistry is undergoing an interesting change from the traditional preparation and investigation of single molecules to the construction and use of more complex functionalized architectures. Especially the better understanding of biological processes and the demand to create new materials with specific properties lead to a development of novel nanostructured assemblies that are held together by reversible weak interactions, that include coordination and hydrogen bonds, van der Waals forces as well as p-p and electrostatic interactions. Based on the smart use of Nature’s principles of molecular recognition and self-assembly, the supramolecular chemistry is now one of the pillars within the framework of nanotechnology. This contribution gives an overview on the basic concepts of supramolecular chemistry, the latter’s connections with biological systems and foreseeable applications.Die Chemie erfährt gegenwärtig einen interessanten Übergang von der traditionellen Betrachtung der Einzelmoleküle hin zu großen komplexen Funktionseinheiten. Besonders das wachsende Verständnis biologischer Prozesse als auch die steigenden Forderungen nach neuen Werkstoffen mit einem spezifischen Eigenschaftsprofil führten zur gezielten Konstruktion definierter Baueinheiten auf der Nanometerskala. Dabei werden in intelligenter Weise reversible Bindungsprozesse auf Basis schwacher nichtkovalenter Wechselwirkungen, wie koordinative und Wasserstoffbrückenbindungen, Van-der-Waals- Kräfte sowie p−p- und elektrostatische Wechselwirkungen, genutzt. Aufbauend auf den natürlichen Prinzipien der molekularen Erkennung und Selbstorganisation ist die supramolekulare Chemie heute eine der Säulen in der Entwicklung der Nanotechnologie. Im Beitrag wird ein Überblick über wesentliche Aspekte der supramolekularen Chemie, ihre Anknüpfung an biologische Prinzipien und ausgewählte Nutzungsmöglichkeiten gegeben

Supramolecular chemistry in solvent extraction : toward highly selective extractants and a better understanding of phase-transfer phenomena

Solvent extraction provides the basis for important separation and concentration processes that are widely used in hydrometallurgy, waste treatment, ­ e ffluent purification, and material preparation 1– 3 . In a typical extraction process, the complexing agent, the extractant, plays a key role and is responsible for the phase transfer of one or more species of interest between the particular liquid– liquid phases employed. At present, four categories of metal extractants are used in industry: acidic and chelating cation exchanging reagents as well as solvating and anion exchanging reagents. An aim of this review is to show how supramolecular concepts may play a role in influencing extraction processes with the focus placed on the more recent work. Since both calixarene-derived extractants and metal salt extractants are treated in other chapters of this book, these areas have been given less emphasis in the discussion that follows

Spacer-Controlled Supramolecular Assemblies of Cu(II) with Bis(2-Hydroxyphenylimine) Ligands. from Monoligand Complexes to Double-Stranded Helicates and Metallomacrocycles

Reaction of Cu(NO3)2·3H2O or Cu(CH3COO)2·H2O with the bis(2-hydroxyphenylimine) ligands H2L1-H2L4 gave four Cu(II) complexes of composition [Cu2(L1)(NO3)2(H2O)]·MeOH, [Cu2(L2)2], [Cu2(L3)2] and [Cu2(L4)2]·2MeOH. Depending on the spacer unit, the structures are characterized by a dinuclear arrangement of Cu(II) within one ligand (H2L1), by a double-stranded [2+2] helical binding mode (H2L2 and H2L3) and a [2 + 2] metallomacrocycle formation (H2L4). In these complexes, the Cu(II) coordination geometries are quite different, varying between common square planar or square pyramidal arrangements, and rather rare pentagonal bipyramidal and tetrahedral geometries. In addition, solution studies of the complex formation using UV/Vis and ESI-MS as well as solvent extraction are reported

Liquid-liquid extraction studies with bis-β-diketones

1,4- (H₂L¹) and 1,3-phenylene (H₂L²) linked bis-β-diketone ligands as well as corresponding metal complexes of composition M₃(L¹)₃B₆ and M₂(L²)₂B₂ with B = pyridine (Py) or 4-ethylpyridine (EtPy) have been synthesised. Extraction studies involving the systematic variation of the metal, bis-β-Bdiketone and 4-ethylpyridine concentrations have been performed for Co(Il) and Zn(II) in order to probe the solution stoichiometries of the extracted species. Significant synergistic effects were observed when EtPy was present along with the bis-β-diketone ligand in the organic (CHCI₃) phase. Competitive extraction studies (water/chloroform) demonstrated a clear uptake preference for Cu(II) over Co(II), Ni(II), Zn(Il) and Cd(II)