
Химики из Техасского университета в Остине и университета штата Техас города Сан-Маркос впервые продемонстрировали самосборку трехмерного органического катенана в водной среде. Подобные структуры иногда встречаются в природе, однако до сих пор ученым не удавалось повторить «естественный» синтез. Результаты работы опубликованы в Nature Chemistry.Катенаны (от латинского «цепь») — класс химических соединений, состоящих из кольцевых молекул, сцепленных механически. В природе существует несколько примеров подобных структур: они найдены в митохондриальной ДНК «бессмертных» клеток HeLa, а также в лейкозных клетках.Обычно химия катенанов относится к органической: синтезы соединений производятся в различных органических растворителях, да и сами замкнутые молекулы чаще всего являются органическими. Однако любые биологические применения подразумевают преимущественно водную среду, поэтому для синтеза исследователи использовали водорастворимые реагенты.Химики использовали реакцию конденсации альдегида и сложной производной гидразина (с подробным синтезом прекурсоров можно ознакомиться здесь), в каждой из молекул которых есть по три активных центра. В результате одностадийной реакции, протекающей в кислой водной среде и носящей характер самосборки, образуется сложная трехмерная замкнутая структура с полостью внутри. Структура образована двумя взаимно замкнутыми циклическими продуктами конденсации.
