Supramolekulaarinen (supramolekulaarinen) kemia ( Supramolecular chemistry , Supermolecular chemistry ) on monitieteinen tieteenala, joka sisältää kemiallisia, fysikaalisia ja biologisia näkökohtia , jotka liittyvät molekyylien monimutkaisempiin kemiallisiin järjestelmiin , jotka liittyvät yhdeksi kokonaisuudeksi molekyylien välisten (ei-kovalenttisten) vuorovaikutusten kautta. Supramolekulaarisen kemian kohteet ovat supramolekulaarisia kokonaisuuksia , jotka on rakennettu spontaanisti komplementaarisista , eli niillä on fragmenttien geometrinen ja kemiallinen vastaavuus, joka on samanlainen kuin elävän solun monimutkaisimpien avaruudellisten rakenteiden spontaani kokoonpano.. Yksi modernin kemian perusongelmista on tällaisten järjestelmien suunnattu suunnittelu, erittäin järjestetyn supramolekyylisten yhdisteiden luominen molekyylisistä "rakennuspalikoista", joilla on tietty rakenne ja ominaisuudet. Supramolekulaarisille muodostelmille on tunnusomaista niiden komponenttien tilajärjestely, niiden arkkitehtuuri, "suprarakenne" sekä molekyylien välisten vuorovaikutusten tyypit, jotka pitävät komponentit yhdessä. Yleensä molekyylien väliset vuorovaikutukset ovat heikompia kuin kovalenttiset sidokset , joten supramolekyyliset assosiaatiot ovat vähemmän termodynaamisesti stabiileja, kineettisesti labiilimpia ja dynaamisesti joustavampia kuin molekyylit.
Supramolekulaarisen kemian terminologian mukaan supramolekulaaristen assosiaatioiden komponentteja kutsutaan yleensä reseptoriksi (ρ) ja substraatiksi (σ), jossa substraatti on pienempi komponentti, joka tulee sidokseen. Termit inkluusioyhdiste , klatraatti ja vieras- isäntätyyppinen yhdiste (kompleksi) kuvaavat yhdisteitä, jotka esiintyvät kiinteässä tilassa ja liittyvät kiinteisiin supramolekulaarisiin ryhmiin.
Tietyn substraatin σ ja sen reseptorin ρ valikoiva sitoutuminen supermolekyylin σρ muodostamiseksi tapahtuu molekyylien tunnistusprosessin seurauksena . Jos reseptori sisältää sitoutumiskohtien lisäksi reaktiivisia funktionaalisia ryhmiä , se voi vaikuttaa siihen liittyvän substraatin kemiallisiin transformaatioihin toimien supramolekulaarisena katalyyttinä . Lipofiilinen, kalvoliukoinen reseptori voi toimia kantajana , joka suorittaa sitoutuneen substraatin kuljetuksen , siirron . Siten molekyylien tunnistaminen, muuntaminen, siirto ovat supramolekyylisten esineiden päätoiminnot.
Supramolekulaarinen kemia voidaan jakaa kahteen laajaan, osittain päällekkäiseen alueeseen, joita tarkastellaan vastaavasti: 1) supermolekyylit ovat hyvin määriteltyjä, erillisiä oligomolekyylimuodostelmia , jotka syntyvät useiden komponenttien (reseptorin ja substraatti(t)) molekyylien välisestä yhdistymisestä. jokin "ohjelma", joka toimii molekyylitunnistuksen periaatteiden pohjalta; 2) supramolekulaariset yhdistelmät - polymolekulaariset assosiaatiot, jotka syntyvät epämääräisen suuren komponenttien spontaanista liittymisestä tiettyyn faasiin, joille on ominaista enemmän tai vähemmän määrätty organisaatio mikroskooppisella tasolla ja makroskooppiset ominaisuudet riippuen faasin luonteesta (kalvo, kerros) , kalvo , rakkula , mesomorfinen faasi , kide jne.).
Erityistä formalismia käytetään kuvaamaan substraattien (substraattien) sijaintia suhteessa reseptoriin. Ulkoiset adduktikompleksit voidaan nimetä [A,B] tai [A//B]. Inkluusiokompleksit σ:ssä ρ ja osittaisleikkauspisteet σ ja ρ on merkitty inkluusio- ⊂ ja leikkauspisteen ∩ – [A⊂B] ja [A∩B] matemaattisilla symboleilla. Nykyaikaisessa kemiankirjallisuudessa käytetään usein symbolin ∩ ohella myös vaihtoehtoista symbolia @.
Nobel-palkinnon voittaja Jean-Marie Lehn esitteli termin "supramolekulaarinen kemia" ensimmäisen kerran vuonna 1978, ja se määriteltiin "kemiaksi, joka kuvaa monimutkaisia muodostumia, jotka syntyvät kahden (tai useamman) kemiallisen hiukkasen yhdistymisestä, joita molekyylien väliset voimat sitovat yhteen." Seuraavia vuosia leimasi tämän nuoren monitieteisen tieteen räjähdysmäinen kehitys. Vuonna 2016 kemian Nobelin palkinto myönnettiin Sir James Fraser Stoddartille , Jean-Pierre Sauvagelle ja Bernard Feringalle tämän alan tutkimuksesta .