Composto de clatrato - Clathrate compound

Estrutura cristalina do clatrato hidratado de néon

Um clatrato é uma substância química que consiste em uma rede que captura ou contém moléculas. A palavra clatrato é derivada do latim clathratus ( clatratus ), que significa 'com barras, treliça '. Tradicionalmente, os compostos de clatrato são poliméricos e envolvem completamente a molécula hóspede, mas no uso moderno os clatratos também incluem complexos hospedeiro-hóspede e compostos de inclusão . De acordo com a IUPAC , os clatratos são compostos de inclusão "nos quais a molécula hóspede está em uma gaiola formada pela molécula hospedeira ou por uma rede de moléculas hospedeiras."

Ocorrência e escopo

Tradicionalmente, os compostos de clatrato referem-se a hospedeiros poliméricos contendo hóspedes moleculares. Mais recentemente, o termo se refere a muitos hospedeiros moleculares, incluindo calixarenos e ciclodextrinas e até mesmo alguns polímeros inorgânicos, como zeólitos . O mineral clatrato de sílica natural , quibaita , foi descrito no Japão em 2008.

Muitos clatratos são derivados de estruturas orgânicas ligadas por hidrogênio . Essas estruturas são preparadas a partir de moléculas que "se autoassociam" por múltiplas interações de ligações de hidrogênio. Os clatratos mais famosos são os clatratos de metano, em que a estrutura ligada por hidrogênio é fornecida pela água e as moléculas convidadas são o metano. Grandes quantidades de metano naturalmente congelado nesta forma existem tanto em formações permafrost quanto sob o leito marinho do oceano. Outras redes com ligações de hidrogênio são derivadas de hidroquinona , ureia e tioureia . Uma molécula hospedeira muito estudada é o composto de Dianin .

Cd (CN) 2 · CCl 4 : Estrutura de clatrato de cianeto de cádmio (em azul) contendo tetracloreto de carbono (átomos de C em cinza e posições desordenadas de Cl em verde) como convidado .

Os compostos de Hofmann são polímeros de coordenação com a fórmula Ni (CN) 4 · Ni (NH 3 ) 2 . Esses materiais cristalizam com pequenos hóspedes aromáticos (benzeno, certos xilenos), e essa seletividade tem sido explorada comercialmente para a separação desses hidrocarbonetos. Estruturas orgânicas de metal (MOFs) formam clatratos.

MOF-5 , um exemplo de estrutura orgânica de metal : a esfera amarela representa a cavidade hóspede.

Compostos enjaulados fotoliticamente sensíveis foram examinados como recipientes para liberação de um medicamento ou reagente .

História

Os clatratos hidratados foram descobertos em 1810 por Humphry Davy . Os clatratos foram estudados por P. Pfeiffer em 1927 e em 1930, E. Hertel definiu "compostos moleculares" como substâncias decompostas em componentes individuais seguindo a lei de ação de massa em solução ou estado gasoso. Em 1945, HM Powell analisou a estrutura cristalina desses compostos e os denominou clatratos .

Materiais relacionados

Os compostos de inclusão são frequentemente moléculas, enquanto os clatratos são tipicamente poliméricos . Os compostos de intercalação não são tridimensionais, ao contrário dos compostos de clatrato.

Veja também

Referências