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En química supramolecular , la encapsulación molecular es el confinamiento de una molécula huésped dentro de la cavidad de una molécula huésped supramolecular (cápsula molecular, contenedor molecular o compuestos tipo jaula). Entre los ejemplos de moléculas huésped supramoleculares se incluyen los carcerands y los fulerenos endoédricos . [1]
Una implicación importante de la encapsulación es que el huésped se comporta de manera diferente a como lo haría en solución. La molécula huésped tiende a ser poco reactiva y a menudo tiene características espectroscópicas distintivas. Se han aislado compuestos que normalmente son muy inestables en solución, como los arinos o el cicloheptatetraeno, a temperatura ambiente cuando se los encapsula molecularmente.
Uno de los primeros ejemplos de encapsulación de una estructura a nivel molecular fue demostrado por Donald Cram y colaboradores; [1] pudieron aislar ciclobutadieno antiaromático altamente inestable a temperatura ambiente al encapsularlo dentro de un hemicarcerando. El aislamiento del ciclobutadieno permitió a los químicos confirmar experimentalmente una de las predicciones más fundamentales de las reglas de aromaticidad .
En otro ejemplo [2] la jaula consiste en un compuesto de racimo tetraédrico de galio estabilizado por 6 ligandos bidentados de catecolamida que residen en los bordes del tetraedro . El huésped es un metaloceno de rutenio de 16 electrones y, por lo tanto, muy reactivo (un catalizador organometálico ) con un ligando de ciclopentadienilo (rojo) y un ligando de 1,3,7-octatrieno (azul). La carga total de este anión es 11 y los contraiones son 5 cationes de tetrametilamonio y 6 cationes de potasio . El compuesto de rutenio se descompone en agua en cuestión de minutos, pero encapsulado sobrevive en agua durante semanas.
Los grandes conjuntos de metala, conocidos como metalaprismas , contienen una cavidad conformacionalmente flexible que les permite alojar una variedad de moléculas huésped. Estos conjuntos han demostrado ser prometedores como agentes de administración de fármacos a las células cancerosas.
Una aplicación de la encapsulación es el control de la reactividad, la espectroscopia y la estructura. Por ejemplo, la reactividad en estado excitado de la 1-fenil-3-tolil-2-proponanona libre (abreviada A-CO-B) produce los productos AA, BB y AB, que resultan de la descarbonilación seguida de la recombinación aleatoria de los radicales A• y B•. Mientras que, el mismo sustrato, tras la encapsulación, reacciona para producir el producto de recombinación controlada AB y productos reordenados (isómeros de A-CO-B). [2]
Otras aplicaciones:
Según el químico de alimentos Udo Pollmer, del Instituto Europeo de Ciencias de la Alimentación y la Nutrición de Múnich , el alcohol se puede encapsular molecularmente en ciclodextrinas , un derivado del azúcar. De esta manera, encapsulado en pequeñas cápsulas, el líquido se puede manipular como un polvo. Se estima que las ciclodextrinas pueden absorber un 60 por ciento de su propio peso en alcohol. [3] Ya en 1974 se registró una patente estadounidense para el proceso. [4]
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