विशाल अणुकणिका रसायन शास्त्र

सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री, अणुओं के पूर्णांक से बनी रासायनिक प्रजातियों से संबंधित रसायन विज्ञान की शाखा को संदर्भित करती है। सिस्टम के स्थानिक संगठन के लिए जिम्मेदार बलों की ताकत कमजोर अंतर-आणविक बलों, इलेक्ट्रोस्टाटिक्स, या हाइड्रोजन बंध से लेकर मजबूत सहसंयोजक बंधन तक होती है, बशर्ते कि घटक के ऊर्जा मापदंडों के सापेक्ष इलेक्ट्रॉनिक युग्मन शक्ति कम हो।  जबकि पारंपरिक रसायन विज्ञान सहसंयोजक बंधन पर ध्यान केंद्रित करता है, सुपरमॉलेक्यूलर रसायन विज्ञान अणुओं के बीच कमजोर और प्रतिवर्ती गैर-सहसंयोजक अंतःक्रियाओं की जांच करता है। इन बलों में हाइड्रोजन बॉन्डिंग, समन्वय परिसर, हाइड्रोफोबिक प्रभाव, वैन डेर वाल्स बल, पीआई-पीआई इंटरैक्शन और इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रभाव शामिल हैं। सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री द्वारा उन्नत महत्वपूर्ण अवधारणाओं में आणविक स्व-संयोजन, तह (रसायन विज्ञान), आणविक मान्यता, मेजबान-अतिथि रसायन विज्ञान, यांत्रिक रूप से इंटरलॉक आणविक आर्किटेक्चर और गतिशील सहसंयोजक रसायन शामिल हैं। संरचना और कार्य के लिए इन बलों पर भरोसा करने वाली कई जैविक प्रक्रियाओं को समझने के लिए गैर-सहसंयोजक इंटरैक्शन का अध्ययन महत्वपूर्ण है। सिस्टम बायोलॉजी अक्सर सुपरमॉलेक्यूलर रिसर्च के लिए प्रेरणा होती है।

इतिहास
इंटरमॉलिक्युलर बलों के अस्तित्व को पहली बार 1873 में जोहान्स डिडेरिक वैन डेर वाल्स द्वारा पोस्ट किया गया था। हालांकि, नोबेल पुरस्कार विजेता हरमन एमिल फिशर ने सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री की दार्शनिक जड़ें विकसित कीं। 1894 में, फिशर ने सुझाव दिया कि एंजाइम कटैलिसीस|एंजाइम-सब्सट्रेट इंटरैक्शन एक ताला और चाबी का रूप लेते हैं, आणविक मान्यता और मेजबान-अतिथि रसायन विज्ञान के मौलिक सिद्धांत। बीसवीं शताब्दी की शुरुआत में गैर-सहसंयोजक बंधनों को धीरे-धीरे और अधिक विस्तार से समझा गया, 1920 में वेंडेल मिशेल लैटिमर और रोडबुश द्वारा हाइड्रोजन बंधन का वर्णन किया गया।

इन सिद्धांतों के उपयोग से प्रोटीन संरचना और अन्य जैविक प्रक्रियाओं की समझ में वृद्धि हुई। उदाहरण के लिए, महत्वपूर्ण सफलता जिसने डीएनए के न्यूक्लिक एसिड डबल हेलिक्स की व्याख्या की अनुमति दी, जब यह महसूस किया गया कि हाइड्रोजन बांड के माध्यम से जुड़े न्यूक्लियोटाइड के दो अलग-अलग किस्में हैं। प्रतिकृति के लिए गैर-सहसंयोजक बंधों का उपयोग आवश्यक है क्योंकि वे किस्में को अलग करने की अनुमति देते हैं और नए दोहरे फंसे हुए डीएनए को टेम्प्लेट करने के लिए उपयोग किया जाता है। सहवर्ती रूप से, रसायनज्ञों ने गैर-सहसंयोजक अंतःक्रियाओं, जैसे मिसेल और microemulsion के आधार पर सिंथेटिक संरचनाओं को पहचानना और उनका अध्ययन करना शुरू किया।

आखिरकार, रसायनज्ञ इन अवधारणाओं को लेने और उन्हें सिंथेटिक सिस्टम पर लागू करने में सक्षम थे। 1960 के दशक में चार्ल्स जे. पेडरसन द्वारा ताज ईथर के संश्लेषण के साथ सफलता मिली। इस कार्य के बाद, अन्य शोधकर्ता जैसे डोनाल्ड जे. क्रैम, जीन-मैरी लेह्न और फ्रिट्ज़ वोगल आकार- और आयन-चयनात्मक रिसेप्टर्स को संश्लेषित करने में सक्रिय हो गए, और 1980 के दशक के दौरान इस क्षेत्र में अनुसंधान ने यांत्रिक रूप से इंटरलॉक्ड जैसी अवधारणाओं के साथ तीव्र गति प्राप्त की। आण्विक आर्किटेक्चर उभर रहे हैं।

सुपरमॉलेक्यूलर रसायन विज्ञान के महत्व को 1987 में रसायन विज्ञान के नोबेल पुरस्कार द्वारा स्थापित किया गया था, जिसे डोनाल्ड जे. क्रैम, जीन-मैरी लेह्न और चार्ल्स जे. पेडर्सन को इस क्षेत्र में उनके काम की मान्यता के लिए प्रदान किया गया था। विशेष रूप से चुनिंदा मेजबान-अतिथि परिसरों का विकास, जिसमें एक मेजबान अणु एक निश्चित अतिथि को पहचानता है और चुनिंदा रूप से बांधता है, को एक महत्वपूर्ण योगदान के रूप में उद्धृत किया गया था।

1990 के दशक में, सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री और भी अधिक परिष्कृत हो गई, जेम्स फ्रेजर स्टोडार्ट जैसे शोधकर्ताओं ने आणविक मशीनरी और अत्यधिक जटिल स्व-असेंबली | स्व-इकट्ठे संरचनाओं का विकास किया, और इटमार विलनर ने इलेक्ट्रॉनिक और जैविक इंटरफेसिंग के सेंसर और तरीके विकसित किए। इस अवधि के दौरान, कार्यक्षमता बढ़ाने के लिए इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री और प्रकाश रसायन रूपांकनों को सुपरमॉलेक्यूलर सिस्टम में एकीकृत किया गया, सिंथेटिक स्व-प्रतिकृति प्रणाली में अनुसंधान शुरू हुआ और आणविक सूचना प्रसंस्करण उपकरणों पर काम शुरू हुआ। नैनोटेक्नोलॉजी के उभरते विज्ञान का भी इस विषय पर एक मजबूत प्रभाव था, जिसमें फुलरीन, nanoparticle्स और डेनड्रीमर जैसे बिल्डिंग ब्लॉक्स सिंथेटिक सिस्टम में शामिल हो गए थे।

ऊष्मप्रवैगिकी
सुपरमॉलेक्युलर कॉम्प्लेक्स दो रासायनिक अंशों के बीच गैर-सहसंयोजक अंतःक्रियाओं द्वारा बनते हैं, जिन्हें एक मेजबान और एक अतिथि के रूप में वर्णित किया जा सकता है। आमतौर पर, परस्पर क्रिया करने वाली प्रजातियाँ हाइड्रोजन बांड द्वारा एक साथ बंधी होती हैं। परिभाषा इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन द्वारा गठित यौगिकों को बाहर करती है, जिन्हें आयन जोड़े कहा जाता है।

समाधान में, मेजबान एच, अतिथि जी, और कॉम्प्लेक्स एचpGq, एक दूसरे के साथ संतुलन में होंगे। सरलतम स्थिति में, p=q=1, संतुलन को इस प्रकार लिखा जा सकता है
 * $$H + G \leftrightharpoons HG$$

इस प्रतिक्रिया के लिए संतुलन स्थिरांक का मान, K, सिद्धांत रूप में, नीचे वर्णित किसी भी तकनीक द्वारा संतुलन स्थिरांक का निर्धारण हो सकता है। कुछ उदाहरण निम्न तालिका में दिखाए गए हैं। :{| class="wikitable" ! !! Li+ !! Na+ !! K+ !! Rb+ !! Cs+ ! Valinomycin ! Enniatin ! Nigericin !Monensin गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन, $$\Delta G$$, इस प्रतिक्रिया के लिए एन्थैल्पी शब्द का योग है, $$\Delta H$$ और एक एन्ट्रापी शब्द $$T\Delta S$$.
 * + Log K1,1 values for complexes of medicinal interest in methanol at 25 °C
 * <0.7 || 0.67 || 4.9 || 5.26 || 4.42
 * 1.28|| 2.42||2.92||2.24|| 2.34
 * -|| 4.7|| 5.6|| 5.0 || -
 * 3.6 || 6.5|| 5.0||4.3|| 3.6
 * }
 * $$\Delta G = \Delta H -T\Delta S$$

दोनों $$\Delta G$$ तथा $$\Delta S$$ मान किसी दिए गए तापमान पर निर्धारित किए जा सकते हैं, $$T$$, इज़ोटेर्माल अनुमापन कैलोरीमेट्री के माध्यम से। उदाहरण के लिए सेस्लर देखें। और अन्य। उस उदाहरण में 4 प्रोटोनेटेड नाइट्रोजन परमाणुओं के साथ एक मैक्रोसाइक्लिक रिंग एक क्लोराइड आयन को घेरता है; स्टीड एंड एटवुड में ITC डेटा और अनुमापन वक्र के चित्रण पुन: प्रस्तुत किए गए हैं। (पीपी 15-16) संतुलन स्थिरांक का मान और गठित प्रजातियों के स्टोइकोमेट्री दृढ़ता से विलायक-निर्भर पाए गए। नाइट्रोमेथेन समाधान के साथ ΔH = 8.55 kJmol का मान−1 और ΔS = -9.1 जेके-1मोल-1 प्राप्त हुए थे।

पर्यावरण
सुपरमॉलेक्यूलर सिस्टम के आसपास आणविक वातावरण भी इसके संचालन और स्थिरता के लिए प्रमुख महत्व रखता है। कई सॉल्वैंट्स में मजबूत हाइड्रोजन बॉन्डिंग, इलेक्ट्रोस्टैटिक और चार्ज-ट्रांसफर क्षमताएं होती हैं, और इसलिए सिस्टम के साथ जटिल संतुलन में शामिल होने में सक्षम होते हैं, यहां तक ​​कि कॉम्प्लेक्स को पूरी तरह से तोड़ते हैं। इस कारण से विलायक का चुनाव महत्वपूर्ण हो सकता है।

आण्विक स्व-विधानसभा
आणविक स्व-विधानसभा बाहरी स्रोत से मार्गदर्शन या प्रबंधन के बिना सिस्टम का निर्माण है (उपयुक्त वातावरण प्रदान करने के अलावा)। अणुओं को गैर-सहसंयोजक इंटरैक्शन के माध्यम से इकट्ठा करने के लिए निर्देशित किया जाता है। स्व-असेंबली को इंटरमॉलिक्युलर सेल्फ-असेंबली (एक सुपरमॉलेक्यूलर असेंबली बनाने के लिए), और इंट्रामोल्युलर सेल्फ-असेंबली (या फोल्डिंग (केमिस्ट्री) जैसा कि foldamers और पॉलीपेप्टाइड्स द्वारा प्रदर्शित किया जाता है) में विभाजित किया जा सकता है। आणविक स्व-विधानसभा भी बड़ी संरचनाओं जैसे कि मिसेल, कोशिका झिल्ली, वेसिकल (जीव विज्ञान), तरल क्रिस्टल के निर्माण की अनुमति देता है, और क्रिस्टल इंजीनियरिंग के लिए महत्वपूर्ण है।

आणविक मान्यता और जटिलता
आणविक मान्यता एक मेजबान-अतिथि रसायन विज्ञान बनाने के लिए एक पूरक मेजबान अणु के लिए एक अतिथि अणु का विशिष्ट बंधन है। मेजबान-अतिथि परिसर। अक्सर, कौन सी प्रजाति मेजबान है और कौन अतिथि है, इसकी परिभाषा मनमाना है। अणु गैर-सहसंयोजक अंतःक्रियाओं का उपयोग करके एक दूसरे की पहचान करने में सक्षम हैं। इस क्षेत्र के प्रमुख अनुप्रयोग आणविक सेंसर और कटैलिसीस का निर्माण हैं।

टेम्पलेट-निर्देशित संश्लेषण
रासायनिक प्रतिक्रिया (एक या अधिक सहसंयोजक बंधन बनाने के लिए) के लिए एक प्रणाली को पूर्व-व्यवस्थित करने के लिए आणविक मान्यता और स्व-विधानसभा का उपयोग प्रतिक्रियाशील प्रजातियों के साथ किया जा सकता है। इसे सुपरमॉलेक्यूलर कटैलिसीस का एक विशेष मामला माना जा सकता है। अभिकारकों और एक टेम्पलेट के बीच गैर-सहसंयोजक बंधन अभिकारकों की प्रतिक्रियाशील साइटों को एक साथ रखते हैं, वांछित रसायन शास्त्र की सुविधा प्रदान करते हैं। यह तकनीक उन स्थितियों के लिए विशेष रूप से उपयोगी है जहां वांछित प्रतिक्रिया संरूपण ऊष्मागतिक रूप से या गतिज रूप से असंभाव्य है, जैसे कि बड़े मैक्रोसायकल की तैयारी में। यह पूर्व-संगठन पार्श्व प्रतिक्रियाओं को कम करने, प्रतिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा को कम करने और वांछित त्रिविम का निर्माण करने जैसे उद्देश्यों को भी पूरा करता है। प्रतिक्रिया होने के बाद, टेम्पलेट जगह में रह सकता है, जबरन हटा दिया जा सकता है, या प्रतिक्रिया उत्पाद के विभिन्न पहचान गुणों के कारण स्वचालित रूप से विघटित हो सकता है। टेम्प्लेट एकल धातु आयन जितना सरल हो सकता है या अत्यंत जटिल हो सकता है।

यांत्रिक रूप से इंटरलॉक्ड आणविक आर्किटेक्चर
यंत्रवत् इंटरलॉक्ड आणविक आर्किटेक्चर में ऐसे अणु होते हैं जो केवल उनके टोपोलॉजी के परिणाम के रूप में जुड़े होते हैं। कुछ गैर-सहसंयोजक अन्योन्य क्रियाएं विभिन्न घटकों के बीच मौजूद हो सकती हैं (अक्सर वे जो सिस्टम के निर्माण में उपयोग किए गए थे), लेकिन सहसंयोजक बंधन नहीं होते हैं। सुपरमॉलेक्यूलर रसायन विज्ञान, और विशेष रूप से टेम्पलेट-निर्देशित संश्लेषण, यौगिकों के कुशल संश्लेषण की कुंजी है। यांत्रिक रूप से इंटरलॉक किए गए आणविक आर्किटेक्चर के उदाहरणों में चेन, rotaxanes, आणविक समुद्री मील, आणविक बोरोमियन रिंग शामिल हैं। और बड़बड़ाना।

गतिशील सहसंयोजक रसायन
गतिशील सहसंयोजक रसायन विज्ञान में सहसंयोजक बंधन टूट जाते हैं और थर्मोडायनामिक नियंत्रण के तहत एक प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया में बनते हैं। जबकि सहसंयोजक बंधन प्रक्रिया के लिए महत्वपूर्ण हैं, सिस्टम को गैर-सहसंयोजक बलों द्वारा निम्नतम ऊर्जा संरचनाओं को बनाने के लिए निर्देशित किया जाता है।

बायोमिमेटिक्स
कई सिंथेटिक सुपरमॉलेक्यूलर सिस्टम जैविक प्रणालियों के कार्यों की नकल करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। इन बायोमिमेटिक आर्किटेक्चर का उपयोग जैविक मॉडल और सिंथेटिक कार्यान्वयन दोनों के बारे में जानने के लिए किया जा सकता है। उदाहरणों में फोटोइलेक्ट्रॉनिक सिस्टम, कैटेलिटिक सिस्टम, प्रोटीन डिजाइन और स्व-प्रतिकृति शामिल हैं।

छापना
आणविक छाप एक ऐसी प्रक्रिया का वर्णन करती है जिसके द्वारा एक टेम्पलेट के रूप में उपयुक्त आणविक प्रजातियों का उपयोग करके छोटे अणुओं से एक मेजबान का निर्माण किया जाता है। निर्माण के बाद, केवल होस्ट को छोड़कर टेम्पलेट को हटा दिया जाता है। मेजबान निर्माण के लिए टेम्पलेट उस अतिथि से सूक्ष्म रूप से भिन्न हो सकता है जिसे तैयार मेजबान बांधता है। अपने सरलतम रूप में, इम्प्रिंटिंग केवल steric इंटरैक्शन का उपयोग करता है, लेकिन अधिक जटिल प्रणालियां बाध्यकारी शक्ति और विशिष्टता को बेहतर बनाने के लिए हाइड्रोजन बॉन्डिंग और अन्य इंटरैक्शन को भी शामिल करती हैं।

आणविक मशीनरी
आणविक मशीनें अणु या आणविक असेंबली हैं जो रैखिक या घूर्णी गति, स्विचिंग और फंसाने जैसे कार्य कर सकती हैं। ये उपकरण सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री और नैनोटेक्नोलॉजी के बीच की सीमा पर मौजूद हैं, और सुपरमॉलेक्यूलर अवधारणाओं का उपयोग करके प्रोटोटाइप का प्रदर्शन किया गया है। जीन पियरे सॉवेज, फ्रेजर स्टोडार्ट | सर जे. फ्रेजर स्टोडार्ट और बर्नार्ड एल. फेरिंगा ने 'आण्विक मशीनों के डिजाइन और संश्लेषण' के लिए रसायन विज्ञान में 2016 का नोबेल पुरस्कार साझा किया।

बिल्डिंग ब्लॉक्स
सुपरमॉलेक्यूलर सिस्टम शायद ही कभी पहले सिद्धांतों से डिज़ाइन किए गए हों। इसके बजाय, केमिस्टों के पास अच्छी तरह से अध्ययन किए गए संरचनात्मक और कार्यात्मक बिल्डिंग ब्लॉक्स हैं जो कि वे बड़े कार्यात्मक आर्किटेक्चर बनाने के लिए उपयोग करने में सक्षम हैं। इनमें से कई समान इकाइयों के पूरे परिवार के रूप में मौजूद हैं, जिनमें से सटीक वांछित गुणों वाले एनालॉग को चुना जा सकता है।

सिंथेटिक मान्यता रूपांकनों

 * द स्टैकिंग (रसायन विज्ञान) | डाइऑक्सीएरेन्स या डायमिनोएरेनेस के साथ बिपिरिडीन के पीआई-पीआई चार्ज-ट्रांसफर इंटरैक्शन का उपयोग यांत्रिक रूप से इंटरलॉक सिस्टम और क्रिस्टल इंजीनियरिंग के निर्माण के लिए बड़े पैमाने पर किया गया है।
 * धातु या अमोनियम के साथ बाध्यकारी क्राउन ईथर का उपयोग सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री में सर्वव्यापी है।
 * कार्बोज़ाइलिक तेजाब डिमर (रसायन विज्ञान) का निर्माण और अन्य सरल हाइड्रोजन बॉन्डिंग इंटरैक्शन।
 * दयाता, चांदी या अन्य धातु आयनों के साथ बाइपिरिडाइन या टेरपिरीडीन का समन्वय परिसर कई अलग-अलग अणुओं के जटिल आर्किटेक्चर के निर्माण में बहुत उपयोगी है।
 * धातु आयनों के चारों ओर पोर्फिरीन या फथलोसायनिन का संकुलन संकुलन के अलावा उत्प्रेरक, प्रकाश रासायनिक और विद्युत गुणों तक पहुंच प्रदान करता है। इन इकाइयों का प्रकृति द्वारा बहुत अधिक उपयोग किया जाता है।

मैक्रोसायकल
सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री में मैक्रोसायकल बहुत उपयोगी होते हैं, क्योंकि वे संपूर्ण गुहा प्रदान करते हैं जो अतिथि अणुओं को पूरी तरह से घेर सकते हैं और उनके गुणों को ठीक करने के लिए रासायनिक रूप से संशोधित किए जा सकते हैं।
 * साइक्लोडेक्सट्रिन, कैलीक्सेरेन, कुकुर्बिटुरिल और क्राउन ईथर बड़ी मात्रा में आसानी से संश्लेषित होते हैं, और इसलिए सुपरमॉलेक्यूलर सिस्टम में उपयोग के लिए सुविधाजनक होते हैं।
 * अधिक जटिल साइक्लोफेन्स, और क्रिप्टैंड्स को अधिक सिलवाया पहचान गुण प्रदान करने के लिए संश्लेषित किया जा सकता है।
 * सुपरमॉलेक्यूलर मेटलोसायकल्स रिंग में धातु आयनों के साथ मैक्रोसाइक्लिक समुच्चय हैं, जो अक्सर कोणीय और रैखिक मॉड्यूल से बनते हैं। इस प्रकार के अनुप्रयोगों में सामान्य मेटलोसायकल आकृतियों में त्रिकोण, वर्ग और पेंटागन शामिल हैं, प्रत्येक असर वाले कार्यात्मक समूह जो स्वयं-विधानसभा के माध्यम से टुकड़ों को जोड़ते हैं।
 * धातुमुकुट मेटलोमैक्रोसाइकल हैं जो फ्यूज्ड chelate-अंगूठियां से एक समान सेल्फ-असेंबली दृष्टिकोण के माध्यम से उत्पन्न होते हैं।

संरचनात्मक इकाइयां
कई सुपरमॉलेक्यूलर प्रणालियों को उनके घटकों को एक दूसरे के सापेक्ष उपयुक्त रिक्ति और अनुरूपता की आवश्यकता होती है, और इसलिए आसानी से नियोजित संरचनात्मक इकाइयों की आवश्यकता होती है।
 * आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले स्पेसर्स और कनेक्टिंग ग्रुप्स में पॉलिथर चेन, बाइफिनाइल और ट्राइफिनाइल और सिंपल अल्काइल श्रृंखला शामिल हैं। इन इकाइयों को बनाने और जोड़ने के रसायन को अच्छी तरह से समझा जा सकता है।
 * नैनोकणों, नैनोरोड्स, फुलरीन लिगैंड्स और डेनड्रीमर नैनोमीटर-आकार की संरचना और एनकैप्सुलेशन इकाइयां प्रदान करते हैं।
 * सतह रसायन का उपयोग जटिल प्रणालियों के निर्माण के लिए मचान के रूप में और इलेक्ट्रोड के साथ विद्युत रासायनिक प्रणालियों को जोड़ने के लिए भी किया जा सकता है। स्व-इकट्ठे मोनोलयर्स और बहुपरत्स के निर्माण के लिए नियमित सतहों का उपयोग किया जा सकता है।
 * पिछले दशक में विभिन्न प्रयोगात्मक और कम्प्यूटेशनल विधियों से इनपुट के माध्यम से ठोस पदार्थों में इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन की समझ में एक प्रमुख पुनर्जागरण हुआ है। इसमें ठोस पदार्थों में उच्च दबाव अध्ययन और यौगिकों के स्वस्थानी क्रिस्टलीकरण शामिल हैं जो इलेक्ट्रॉन घनत्व विश्लेषण, क्रिस्टल संरचना भविष्यवाणी और ठोस अवस्था में डीएफटी गणना के उपयोग के साथ-साथ प्रकृति, ऊर्जावान और सामयिक की मात्रात्मक समझ को सक्षम करने के लिए कमरे के तापमान पर तरल हैं। क्रिस्टल में इस तरह की बातचीत से जुड़े गुण।

प्रकाश-रासायनिक और विद्युत-रासायनिक रूप से सक्रिय इकाइयाँ

 * पोर्फिरीन, और फथलोसाइनिन में अत्यधिक ट्यून करने योग्य फोटोकैमिकल और इलेक्ट्रोकेमिकल गतिविधि के साथ-साथ कॉम्प्लेक्स बनाने की क्षमता होती है।
 * प्रकाश के संपर्क में आने पर फोटोक्रोमिज्म और फोटो photoisomerization समूह बाध्यकारी गुणों सहित अपने आकार और गुणों को बदल सकते हैं।
 * Tetrathiafulvalene (TTF) और क्विनोन में कई स्थिर ऑक्सीकरण अवस्थाएँ होती हैं, और इसलिए इनका उपयोग रेडोक्स और इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री में किया जा सकता है।
 * अन्य इकाइयाँ, जैसे कि बैन्जीडाइन डेरिवेटिव, जीवविज्ञान और फुलरीन, सुपरमॉलेक्यूलर इलेक्ट्रोकेमिकल उपकरणों में उपयोगी हैं।

जैविक रूप से व्युत्पन्न इकाइयां

 * एविडिन और बायोटिन के बीच अत्यंत मजबूत समन्वय परिसर रक्त के थक्के जमने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, और सिंथेटिक सिस्टम के निर्माण के लिए मान्यता मूल भाव के रूप में इसका उपयोग किया गया है।
 * एंजाइमों को उनके कोफ़ेक्टर (जैव रसायन) के साथ बाँधने का उपयोग संशोधित एंजाइमों, विद्युत रूप से संपर्क वाले एंजाइमों और यहाँ तक कि फोटोविटेबल एंजाइमों के उत्पादन के लिए एक मार्ग के रूप में किया गया है।
 * डीएनए का उपयोग सिंथेटिक सुपरमॉलेक्युलर सिस्टम में संरचनात्मक और कार्यात्मक इकाई दोनों के रूप में किया गया है।

सामग्री प्रौद्योगिकी
सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री ने कई एप्लिकेशन पाए हैं, विशेष रूप से आणविक स्व-विधानसभा प्रक्रियाओं को नई सामग्रियों के विकास के लिए लागू किया गया है। टॉप-डाउन और बॉटम-अप डिज़ाइन | बॉटम-अप सिंथेसिस का उपयोग करके बड़ी संरचनाओं तक आसानी से पहुँचा जा सकता है क्योंकि वे छोटे अणुओं से बने होते हैं जिन्हें संश्लेषण के लिए कम चरणों की आवश्यकता होती है। इस प्रकार नैनो-प्रौद्योगिकी के अधिकांश बॉटम-अप दृष्टिकोण सुपरमॉलेक्यूलर रसायन विज्ञान पर आधारित हैं। कई स्मार्ट सामग्री आणविक मान्यता पर आधारित हैं।

कटैलिसीस
सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री का एक प्रमुख अनुप्रयोग उत्प्रेरक और कटैलिसीस की डिजाइन और समझ है। कटैलिसीस में गैर-सहसंयोजक इंटरैक्शन बेहद महत्वपूर्ण हैं, रिएक्टेंट्स को प्रतिक्रिया के लिए उपयुक्त अनुरूपताओं में बांधना और प्रतिक्रिया की संक्रमण अवस्था ऊर्जा को कम करना। टेम्पलेट-निर्देशित संश्लेषण सुपरमॉलेक्यूलर कटैलिसीस का एक विशेष मामला है। आणविक एनकैप्सुलेशन जैसे कि मिसेलस, डेंड्रिमर्स और cavitand प्रतिक्रियाओं (या प्रतिक्रियाओं में कदम) के लिए उपयुक्त सूक्ष्म वातावरण बनाने के लिए उत्प्रेरण में भी उपयोग किया जाता है जो मैक्रोस्कोपिक पैमाने पर उपयोग करना संभव नहीं है।

चिकित्सा
सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री पर आधारित डिज़ाइन ने कार्यात्मक बायोमैटेरियल्स और चिकित्सीय के निर्माण में कई अनुप्रयोगों का नेतृत्व किया है। सुपरमॉलेक्यूलर बायोमटेरियल्स ट्यून करने योग्य यांत्रिक, रासायनिक और जैविक गुणों के साथ कई मॉड्यूलर और सामान्य प्लेटफॉर्म प्रदान करते हैं। इनमें पेप्टाइड्स के सुपरमॉलेक्यूलर असेंबली, होस्ट-गेस्ट मैक्रोसायकल, हाई-एफिनिटी हाइड्रोजन बॉन्डिंग और मेटल-लिगैंड इंटरैक्शन पर आधारित सिस्टम शामिल हैं।

कोशिकाओं के अंदर और बाहर सोडियम और पोटेशियम आयनों के परिवहन के लिए कृत्रिम आयन चैनल बनाने के लिए एक सुपरमॉलेक्यूलर दृष्टिकोण का बड़े पैमाने पर उपयोग किया गया है। दवा बाध्यकारी साइट पर बातचीत को समझकर नए फार्मास्युटिकल उपचारों के विकास के लिए सुपरमॉलेक्यूलर रसायन विज्ञान भी महत्वपूर्ण है। दवा वितरण के क्षेत्र में भी सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री के परिणामस्वरूप इनकैप्सुलेशन और लक्षित रिलीज तंत्र प्रदान करने के परिणामस्वरूप महत्वपूर्ण प्रगति हुई है। इसके अलावा, सुपरमॉलेक्यूलर सिस्टम को प्रोटीन-प्रोटीन इंटरैक्शन को बाधित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो सेलुलर फ़ंक्शन के लिए महत्वपूर्ण हैं।

डेटा भंडारण और प्रसंस्करण
आणविक पैमाने पर अभिकलन कार्यों को प्रदर्शित करने के लिए सुपरमॉलेक्यूलर रसायन विज्ञान का उपयोग किया गया है। कई मामलों में, इन घटकों में फोटोनिक या रासायनिक संकेतों का उपयोग किया गया है, लेकिन सुपरमॉलेक्यूलर संकेत पारगमन डिवाइस द्वारा इन इकाइयों के विद्युत इंटरफेसिंग को भी दिखाया गया है। डेटा स्टोरेज डिवाइस को इलेक्ट्रोक्रोमिक और रेडॉक्स-स्विच करने योग्य इकाइयों द्वारा, और यहां तक ​​​​कि आणविक गति द्वारा photochromic और फोटोिसोमेराइजेशन इकाइयों के साथ आणविक स्विच के उपयोग से पूरा किया गया है। सिंथेटिक आणविक तर्क गेट्स को वैचारिक स्तर पर प्रदर्शित किया गया है। अर्ध-सिंथेटिक डीएनए कंप्यूटरों द्वारा पूर्ण पैमाने पर संगणना भी हासिल की गई है।

यह भी देखें

 * कार्बनिक रसायन शास्त्र
 * नैनो टेक्नोलॉजी

इस पेज में लापता आंतरिक लिंक की सूची

 * रासायनिक प्रजातियाँ
 * अंतराआण्विक बल
 * समन्वय जटिल
 * आणविक स्व-विधानसभा
 * यंत्रवत्-इंटरलॉक आणविक आर्किटेक्चर
 * गैर सहसंयोजक बातचीत
 * नोबेल पुरुस्कार
 * स्व-समूहन
 * आयन जोड़ी
 * निरंतर संतुलन
 * प्रोटीन गतिकी
 * मिसेल्स
 * आणविक गाँठ
 * आणविक बोरोमियन रिंग्स
 * यंत्रवत् इंटरलॉक आणविक आर्किटेक्चर
 * स्व प्रतिकृति
 * रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार
 * बाइपिरिडीन
 * पॉरफाइरिन
 * थैलोसाइनिन
 * कैलीक्सा
 * स्व-इकट्ठे मोनोलेयर
 * खून का जमना
 * सहकारक (जैव रसायन)
 * avidin
 * संक्रमण की स्थिति
 * आणविक तर्क द्वार

बाहरी संबंध

 * 2D and 3D Models of Dodecahedrane and Cuneane Assemblies
 * Supramolecular Chemistry and Supramolecular Chemistry II – Thematic Series in the Open Access Beilstein Journal of Organic Chemistry