Klatrátová sloučenina - Clathrate compound - Wikipedia

Krystalová struktura neon klatrát hydrát

A klatrát je chemická látka skládající se z a mříž který zachycuje nebo obsahuje molekuly. Slovo klatrát je odvozen z latinský clathratus (clatratus), což znamená „s pruhy, zamřížovaný ’.[1] Klatrátové sloučeniny jsou tradičně polymerní[Citace je zapotřebí ] a úplně obklopit hostující molekulu, ale v moderním použití klatráty také zahrnují komplexy host – host a inkluzní sloučeniny.[2] Podle IUPAC, klatráty jsou inkluzní sloučeniny, "ve kterých je hostující molekula v kleci tvořené hostitelskou molekulou nebo mřížkou hostitelských molekul."[3]

Výskyt a rozsah

Tradičně se jedná o klatrátové sloučeniny polymerní hostitelé[Citace je zapotřebí ] obsahující molekulární hosty. V poslední době se tento termín týká mnoha molekulárních hostitelů, včetně calixarenes a cyklodextriny a dokonce i některé anorganické polymery, jako např zeolity. Přírodní oxid křemičitý klatrátový minerál, chibaite byl popsán z Japonska v roce 2008.

Mnoho klatrátů pochází z organických látek vodíkově vázané rámce. Tyto rámce jsou připraveny z molekul, které se „samy asociují“ několika interakcemi s vodíkovou vazbou. Nejznámější klatráty jsou metanové klatráty kde na vodíkově vázanou kostru přispívá voda a molekuly hosta jsou metan. Velké množství metan přirozeně zmrazené v této formě existují jak v permafrost formace a pod oceánským mořským dnem.[4] Další vodíkové sítě jsou odvozeny od hydrochinon, močovina, a thiomočovina. Hodně studovaná hostitelská molekula je Dianinova sloučenina.

Cd (CN)2· CCl4: Kyanid kademnatý clathrate framework (modře) obsahující chlorid uhličitý (C atomy v šedé a neuspořádané polohy Cl zeleně) jako host.

Hofmannovy sloučeniny jsou koordinační polymery se vzorcem Ni (CN)4· Ni (NH3)2. Tyto materiály krystalizují s malými aromatickými hosty (benzen, určité xyleny) a tato selektivita byla komerčně využívána pro separaci těchto uhlovodíků.[2] Kovové organické konstrukce (MOF) tvoří klatráty.

MOF-5, příklad a kovový organický rámec: žlutá koule představuje dutinu pro hosty.

Fotolyticky citlivé sloučeniny v klecích byly zkoumány jako nádoby pro uvolnění léčiva nebo činidla.[5]

Dějiny

Klatrátové hydráty byly objeveny v roce 1810 Humphry Davy.[6] Klatráty studoval P. Pfeiffer v roce 1927 a v roce 1930, E. Hertel definované "molekulární sloučeniny" jako látky rozložené na jednotlivé složky po zákon o hromadné akci ve stavu roztoku nebo plynu. V roce 1945 analyzoval H. M. Powell krystalovou strukturu těchto sloučenin a pojmenoval je klatráty.

Související materiály

Inkluzní sloučeniny jsou často molekuly, zatímco klatráty jsou typicky polymerní[Citace je zapotřebí ]. Interkalace sloučeniny nejsou na rozdíl od klatrátových sloučenin trojrozměrné.

Viz také

Reference

  1. ^ Latinský slovník Archivováno 14.04.2012 na Wayback Machine
  2. ^ A b Atwood, J. L. (2012) „Inclusion Compounds“ v Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH, Weinheim. doi: 10.1002 / 14356007.a14_119
  3. ^ IUPAC, Kompendium chemické terminologie, 2. vyd. („Zlatá kniha“) (1997). Online opravená verze: (2006–) “klatráty ". doi:10.1351 / goldbook.C01097
  4. ^ Pearce, Fred (27. června 2009). „Led v ohni: další fosilní palivo“. Nový vědec (2714). 30–33. Archivovány od originál 13. dubna 2016. Citováno 5. července 2009.
  5. ^ Ellis-Davies, Graham C. R. (2007). „Sloučeniny v kleci: technologie fotorelease pro řízení buněčné chemie a fyziologie“. Přírodní metody. 4 (8): 619–628. doi:10.1038 / nmeth1072. PMC  4207253. PMID  17664946.
  6. ^ Thomas, Ellen (listopad 2004). „Klatráty: málo známé složky globálního uhlíkového cyklu“. Wesleyan University. Citováno 13. prosince 2007.