主客体化学

在超分子化学中，主客体化学描述了由两个或更多的分子或离子组成的复合物，这些复合物以独特的结构关系被完全的共价键以外的力量固定在一起。主客体化学包含了通过非共价键的分子识别和相互作用的概念。非共价键对于维持大分子（如蛋白质）的三维结构至关重要，并且参与了许多生物过程，在这些过程中，大分子会专门但短暂地彼此结合在一起。尽管非共价相互作用可以粗略地分为那些具有更多静电或分散贡献的相互作用，但有几种通常提到的非共价相互作用类型：离子键、氢键、范德瓦尔斯力和疏水相互作用。概述主客体化学是超分子化学的一个分支，在这个分支中，一个主分子与一个客体分子或离子形成一个化合物。化合物的两个组成部分通过非共价力结合在一起，最常见的是通过氢键结合。主体和客体之间的结合通常对有关的两个分子具有高度的特殊性。这些复合体的形成是分子识别主题的核心。在非结合态和结合态之间存在一种平衡，在非结合态中，宿主和客体是相互分离的，而在结合态中，存在一种结构明确的宿主-客体复合物。H=主人，G=客人，HG=主人-客人复合体宿主成分可以被认为是较大的分子，它包含了较小的客体分子。在生物系统中，宿主和客体的类似术语通常分别被称为酶和底物。为了设计能够执行特定功能和任务的合成系统，了解宿主和客体之间结合的热力学是非常重要的。

化学家们正在关注不同结合相互作用的能量交换，并试图通过利用各种技术，如核磁共振光谱、紫外/可见光光谱和等温滴定量热法，开发科学实验来量化这些非共价相互作用的基本来源。对结合常数值的定量分析提供了有用的热力学信息。主客体相互作用的热力学原理主客体化学的热力学优势来自于这样一个观点：由于主客体分子之间的相互作用，有较低的整体吉布斯自由能。化学家们正在详尽地尝试测量在整个超分子化学中发现的这些非共价相互作用的能量和热力学特性；并希望通过这样做进一步了解这些用于对超分子结构产生整体效应的许多小的非共价力的组合结果。值表明，宿主和客体分子强烈地相互作用，形成宿主-客体复合物。结合常数的确定简单的宿主-客体复合当宿主和客体分子结合形成一个复合体，则