Chimia supramoleculară (supramoleculară) ( Supramolecular chemistry , Supermolecular chemistry ) este un domeniu interdisciplinar al științei, care include aspecte chimice, fizice și biologice de a considera sistemele chimice mai complexe decât moleculele , conectate într-un singur întreg prin interacțiuni intermoleculare (non-covalente). Obiectele chimiei supramoleculare sunt ansambluri supramoleculare care sunt construite spontan din complementare , adică având corespondență geometrică și chimică a fragmentelor, similară asamblarii spontane a celor mai complexe structuri spațiale dintr-o celulă vie . Una dintre problemele fundamentale ale chimiei moderne este proiectarea direcționată a unor astfel de sisteme, crearea de compuși supramoleculari foarte ordonați din „blocuri” moleculare cu o structură și proprietăți date. Formațiunile supramoleculare se caracterizează prin aranjarea spațială a componentelor lor, arhitectura lor, „suprastructura”, precum și tipurile de interacțiuni intermoleculare care țin componentele împreună. În general, interacțiunile intermoleculare sunt mai slabe decât legăturile covalente , astfel încât asociații supramoleculari sunt mai puțin stabili termodinamic, cinetic mai labili și dinamic mai flexibili decât moleculele.
Conform terminologiei chimiei supramoleculare, componentele asociaților supramoleculari se numesc de obicei receptor (ρ) și substrat (σ), unde substratul este componenta mai mică care intră în legătură. Termenii compus de incluziune , clatrat și compus (complex) de tip invitat-gazdă caracterizează compușii care există în stare solidă și sunt legați de ansambluri supramoleculare solide.
Legarea selectivă a unui anumit substrat σ și a receptorului său ρ pentru a forma o supermoleculă σρ are loc ca rezultat al procesului de recunoaștere moleculară . Dacă, pe lângă situsurile de legare, receptorul conține grupări funcționale reactive, acesta poate influența transformările chimice asupra substratului asociat cu acesta, acționând ca un catalizator supramolecular . Un receptor lipofil, solubil în membrană poate acționa ca un purtător , efectuând transportul , transferul substratului legat. Astfel, recunoașterea moleculară, transformarea, transferul sunt principalele funcții ale obiectelor supramoleculare.
Chimia supramoleculară poate fi împărțită în două zone largi, parțial suprapuse, care sunt luate în considerare, respectiv: 1) supermoleculele sunt formațiuni oligomoleculare discrete, bine definite, care apar datorită asocierii intermoleculare a mai multor componente (receptor și substrat(i)) în conformitate cu unele „programe”, care lucrează pe baza principiilor recunoașterii moleculare; 2) ansambluri supramoleculare - asociați polimoleculari rezultați din asocierea spontană a unui număr nedefinit de componente într-o fază specifică, caracterizată printr-o organizare mai mult sau mai puțin definită la nivel microscopic și proprietăți macroscopice în funcție de natura fazei (film, strat). , membrană , veziculă , fază mezomorfă , cristal etc.).
Un formalism special este folosit pentru a descrie locația substratului (substraților) în raport cu receptorul. Complexele de aduct extern pot fi desemnate ca [A,B] sau [A//B]. Complecșii de incluziune σ în ρ și intersecția parțială σ și ρ sunt notate prin simbolurile matematice ale incluziunii ⊂ și intersecția ∩ — [A⊂B] și, respectiv, [A∩B]. În literatura chimică modernă, împreună cu simbolul ∩, simbolul alternativ @ este adesea folosit.
Termenul de „chimie supramoleculară” a fost introdus pentru prima dată în 1978 de către laureatul Premiului Nobel Jean-Marie Lehn și definit ca „chimia care descrie formațiunile complexe care rezultă din asocierea a două (sau mai multe) particule chimice legate între ele prin forțe intermoleculare”. Anii următori au fost marcați de dezvoltarea explozivă a acestei tinere științe interdisciplinare. În 2016, Premiul Nobel pentru Chimie a fost acordat lui Sir James Fraser Stoddart , Jean-Pierre Sauvage și Bernard Feringa pentru cercetări în acest domeniu .