Dendrimer

Figura 1. Dendrimeri și dendroni

Structura cristalină a unui polifenilen dendrimer de primă generație, după cum a raportat Müllen și colaboratorii în Chem.-Eur. J., 2002, 3858-3864.

Dendrimerii sunt o clasă de compuși macromoleculari polimerici monodisperse, adică constând dintr-o singură specie chimică, obținută în principal din monomeri de tip $AB_{n}$ ${\ displaystyle AB_ {n}}$ ${\ displaystyle AB_ {n}}$ , unde în general $n=2$ ${\ displaystyle n = 2}$ $n = 2$ sau $3$ ${\ displaystyle 3}$ $3$ . Natura monomerilor formează structuri hiper-ramificate de formă globulară și construite într-un mod iterativ. Aceasta, care este principala caracteristică, duce la creșterea neliniară a compusului în care, numărul de unități monomere adăugate la fiecare iterație este dublu dacă $n=2$ ${\ displaystyle n = 2}$ $n = 2$ , triplă dacă $n=3$ ${\ displaystyle n = 3}$ $n = 3$ si asa mai departe.

Numele derivă din termenul grecesc δενδρον , care înseamnă copac. Sunt sinonime: arboroli , molecule în cascadă , celule monomoleculare , fractali moleculari .

Istorie

Primii dendrimeri au fost sintetizați:

de Vögtle în 1978 ^[1]
de Denkewalter și colab. la Allied Corporation ca dendrimeri de polilizină în 1981 ^[2]
de Tomalia la Dow Chemical în 1983 ^[3] și 1985 ^[4] ,
de Newkome în 1985 ^[5] .

În 1990, Fréchet a introdus o sinteză convergentă ^[6] .

A existat atunci o explozie de interes științific pentru dendrimeri, ca o consecință a arhitecturii lor moleculare unice. De fapt, au fost produse peste 5000 de articole și brevete, publicate de la sfârșitul anului 2005.

Tipuri de molecule ramificate

Într-o definiție generală, dendrimerii sunt molecule foarte ramificate, caracterizate prin perfecțiunea lor structurală, bazată pe evaluarea simetriei și polidispersității .

Sub denumirea de dendrimeri sunt luate în considerare diferite specii de molecule: dendrimeri proprii, dendroni , care conțin un grup terminal numit punct focal, polimeri dendronizați , polimeri multi-ramificați și polimeri cu perii . În publicații, termenii „dendrimer” și „dendrone” sunt adesea întâlniți ca sinonime.

Moleculele dendritice pot fi împărțite aproximativ în specii cu greutate moleculară mică și specii cu greutate moleculară mare.

Prima categorie include atât dendrimeri, cât și dendroni, în timp ce a doua include polimeri dendronizați , polimeri multi- ramificați și polimeri cu perii, care sunt polimeri compuși dintr-un lanț central cu mai mulți polimeri atașați pe laturi ca ramuri.

Proprietăți și aplicații

Proprietățile dendrimerilor sunt conduse de grupurile funcționale prezente pe suprafața moleculară. Capsula dendritică permite izolarea sitului activ, o structură care imită structura sitului activ în biomateriale, deoarece schela dendritică separă funcțiile interne de cele externe. ^[7] ^[8] ^[9] . De exemplu, un dendrimer poate fi solubil în apă atunci când grupurile sale exterioare sunt solubile în apă, cum ar fi o grupare de carbon . Este teoretic posibilă structurarea unui dendrimer solubil în apă cu un interior hidrofob , care poate transporta în el un medicament hidrofob.

O altă caracteristică este că volumul dendrimerilor crește atunci când iau o sarcină pozitivă. Acest lucru se întâmplă în virtutea densității lor ridicate. Această calitate ar putea fi utilizată pentru a forma sisteme de livrare a medicamentelor ( DDS ) care livrează medicamentul direct în zonele dorite ^[10] .

Molecule foto-active

Interiorul unui dendron are un mediu chimic unic, datorită densității sale ridicate. În consecință, s-a descoperit că azobenzenul este fotoizomerizat de o rază infraroșie foarte slabă, dacă este inclusă într-un dendrimer ^[11] . Acest lucru a dus la descoperirea dendrimerilor cu miez de porfirină care absorb lumina și realizează fotosinteza artificial. În plus, dezvoltarea LED-urilor organice a fost studiată de cercetători din întreaga lume.

Sinteză

Există două metode de sintetizare a dendrimerilor: sinteza divergentă și sinteza convergentă. Sinteza divergentă asamblează molecula, pornind de la miez, extinzându-se radial spre periferie; sinteza convergentă începe de la periferie și continuă spre interior. În prezent, este necesar un număr mare de pași în timpul sintezei dendronului pentru a proteja situl activ. Prin urmare, există obstacole în calea producerii unor cantități mari. În prezent, singurul producător de dendrimeri în cantități măsurabile în jurul kilogramului este Dendritech ^[12] .

Notă

^ "Cascade" - și "Nonskid-Chain-like" Sinteze ale topologiilor cavității moleculare Egon Buhleier, Winfried Wehner, Fritz Vögtle Sinteza 1978 ; 1978: 155-158 DOI : 10.1055 / s-1978-24702
^ Brevet 4.289.872 (publicat 1981, depus 1979) și 4.410.688 (publicat 1983, depus 1981)
^ Brevetul Dow este 4.507.466 (publicat în 1985, depus în 1983)
^ O nouă clasă de polimeri: Starburst-Dendritic Macromolecules DA Tomalia, H. Baker, J. Dewald, M. Hall, G. Kallos, S. Martin, J. Roeck, J. Ryder și P. Smith Polymer Journal, Vol. 17 ( 1985 ) Nr. 1 pp. 117-132. DOI : 10.1295 / polymj.17.117
^ Micelles. Partea 1. Molecule în cascadă: o nouă abordare a micelelor . A [27] -arborol George R. Newkome, Zhongqi Yao, Gregory R. Baker, Vinod K. Gupta J. Org. Chem. ; 1985 , 50 (11), 2003-2004. DOI : 10.1021 / jo00211a052
^ Pregătirea polimerilor cu arhitectură moleculară controlată. O nouă abordare convergentă a macromoleculelor dendritice Hawker, CJ; Fréchet, JMJ J. Am. Chem. Soc. 1990 , 112, 7638. DOI : 10.1021 / ja00177a027
^ S. Hecht, JMJ Fréchet, Angew. Chem. Ed. Int. 2001 , 40, 74.
^ JMJ Fréchet, DA Tomalia, Dendrimers and Other Dendritic Polymers , John Wiley & Sons, Ltd. NY, NY.
^ M. Fischer, F. Vogtle, Angew. Chem. Ed. Int. 1999 , 38 , 884
^ DendrimerWeb , pe dendrimerweb.com . Adus pe 2 iunie 2020 (depus de „url original 17 septembrie 2008).
^ Dong-Lin Jiang, Takuzou Aida, Nature 388, 454-456 (1997)
^ Dendritech Inc., din Midland, Michigan, SUA. Dendritech

Elemente conexe

Polimeri dendronizați
Dendrimere metalice
Dendrimeri care conțin ferocen
Faceți clic pe chimie
Dendrimeri (2,2-bis (metilol) acid propionic) , pe polymerfactory.com . Arhivat din original la 28 ianuarie 2013. Adus la 28 august 2012 .

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre Dendrimero

Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei

[1] "Cascade" - și "Nonskid-Chain-like" Sinteze ale topologiilor cavității moleculare Egon Buhleier, Winfried Wehner, Fritz Vögtle Sinteza 1978 ; 1978: 155-158 DOI : 10.1055 / s-1978-24702

[2] Brevet 4.289.872 (publicat 1981, depus 1979) și 4.410.688 (publicat 1983, depus 1981)

[3] Brevetul Dow este 4.507.466 (publicat în 1985, depus în 1983)

[4] O nouă clasă de polimeri: Starburst-Dendritic Macromolecules DA Tomalia, H. Baker, J. Dewald, M. Hall, G. Kallos, S. Martin, J. Roeck, J. Ryder și P. Smith Polymer Journal, Vol. 17 ( 1985 ) Nr. 1 pp. 117-132. DOI : 10.1295 / polymj.17.117

[5] Micelles. Partea 1. Molecule în cascadă: o nouă abordare a micelelor . A [27] -arborol George R. Newkome, Zhongqi Yao, Gregory R. Baker, Vinod K. Gupta J. Org. Chem. ; 1985 , 50 (11), 2003-2004. DOI : 10.1021 / jo00211a052

[6] Pregătirea polimerilor cu arhitectură moleculară controlată. O nouă abordare convergentă a macromoleculelor dendritice Hawker, CJ; Fréchet, JMJ J. Am. Chem. Soc. 1990 , 112, 7638. DOI : 10.1021 / ja00177a027

[7] S. Hecht, JMJ Fréchet, Angew. Chem. Ed. Int. 2001 , 40, 74.

[8] JMJ Fréchet, DA Tomalia, Dendrimers and Other Dendritic Polymers , John Wiley & Sons, Ltd. NY, NY.

[9] M. Fischer, F. Vogtle, Angew. Chem. Ed. Int. 1999 , 38 , 884

[10] DendrimerWeb , pe dendrimerweb.com . Adus pe 2 iunie 2020 (depus de „url original 17 septembrie 2008).

[11] Dong-Lin Jiang, Takuzou Aida, Nature 388, 454-456 (1997)

[12] Dendritech Inc., din Midland, Michigan, SUA. Dendritech

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]