Química supramolecular

La química supramolecular es la rama de la química que estudia las interacciones supramoleculares, esto quiere decir entre moléculas. Su estudio está inspirado por la biología y está basada en los mecanismos de la química orgánica e inorgánica sintética.

La química supramolecular estudia el reconocimiento molecular y la formación de agregados supramoleculares lo que nos da paso para comprender e interfasear el mundo biológico, los sistemas complejos y la nanotecnología.La química Supramolecular se define como:

"La química supramoelcular es la química de los enlaces intermoleculares, cubriendo las estructuras y funciones de las entidades formadas por asociación de dos o más especies químicas" J-M- Lehn[1]

"La química supramolecular se define como la química más allá de la molecular, una química de interacciones intermoleculares diseñadas" F. Vögtle[2]

Los agregados supramoleculares que son objeto de estudio por la química supramolecular son muy diversos, pudiendo abarcar desde sistemas biológicos donde intervienen un número elevado de moléculas que se organizan espontáneamente formando estructuras más grandes,[5] como los catenanos, rotaxanos, poliedros moleculares y otras arquitecturas afines.

Historia

El concepto de química supramolecular fue definido por primer vez en 1978 por el Premio Nobel Jean-Marie Lehn, que la define como “la química de los enlaces intermoleculares” pero antes se realizaron diversos trabajos que llevaron al desarrollo de la química supramolecular a como la conocemos hoy día.

En 1810  Humphry Davy demuestra que el cloro es un elemento químico y le da ese nombre debido a su color amarillo verdoso. En 1823 los estudios en cloro continúan y Michael Faraday diseña la fórmula de los hidratos de cloro. En 1891 los científicos Villiers y Hebd desarrollan una investigación donde descubren las ciclodextrinas, las cuales son consideradas como moléculas anfitrionas; estos conceptos dieron paso a las contribuciones más importantes como la que realiza Alfred Werner en 1893 introduciendo el término de química de coordinación, concepto básico para entender la química supramolecular.

En 1894 el premio Nobel Hermann Emil Fischer desarrolló las raíces filosóficas de la química supramolecular, sugirió que las interacciones enzima-sustrato se asemejan a una interacción "cerradura-llave", principio fundamental del reconocimiento molecular y la química hospedador-huésped (del inglés host-guest) . A principios del siglo XX los enlaces no covalentes se entendieron con más detalle, como el enlace de hidrógeno que describieron Latimer y Rodebush en 1920.

El uso de estos principios condujo a una mayor comprensión de la estructura de las proteínas y otros procesos biológicos. Por ejemplo, el importante avance que permitió la elucidación de la estructura de doble hélice del ADN se produjo cuando se vio que hay dos cadenas distintas de nucleótidos conectadas a través de enlaces de hidrógeno. El uso de enlaces no covalentes es esencial para la replicación, ya que permiten que las hebras se separen y se utilizan para nueva plantilla de ADN de doble cadena. Al mismo tiempo, los químicos empezaron a reconocer y estudiar estructuras sintéticas sobre la base de interacciones no covalentes, tales como micelas y microemulsiones.

Con el tiempo, los químicos fueron capaces de tomar estos conceptos y aplicarlos a los sistemas sintéticos. El avance se produjo en la década de 1960 con la síntesis de los éteres corona por Charles J. Pedersen. A raíz de este trabajo, otros investigadores como Donald James Cram, Jean-Marie Lehn y Fritz Vögtle continuaron trabajando con esta química a lo largo de la década de 1980, lo que les permitió ganar el Premio Nobel de Química en 1987.

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