https://wiki-de.moshellshocker.dns64.de/index.php?action=history&feed=atom&title=CalixareneCalixarene - Versionsgeschichte2026-06-02T16:50:31ZVersionsgeschichte dieser Seite in Wikipedia (Deutsch) – Lokale KopieMediaWiki 1.43.8https://wiki-de.moshellshocker.dns64.de/index.php?title=Calixarene&diff=846622&oldid=previmported>ChemSim: Quelle ergänzt2025-06-23T12:44:50Z<p>Quelle ergänzt</p>
<p><b>Neue Seite</b></p><div>'''Calixarene''' (''Calix'' = lat. für „Kelch“; mit dem dt. Wort verwandt) sind eine Klasse organischer [[Makrocyclische Verbindungen|makrocyclischer Verbindungen]]. Calixarene bestehen aus [[Phenol]]einheiten, die jeweils in ortho-Stellung zur OH-Gruppe mit Methylenbrücken verbunden sind. Die Zahl der enthaltenen Monomere wird als [n] in Calix[n]arene angegeben. Am häufigsten findet man Tetramere aus 4 Phenoleinheiten; diese heißen daher Calix[4]arene. Aber auch Pentamere (Calix[5]arene), Hexamere (Calix[6]arene) und Oktamere (Calix[8]arene) sind durch Variation der Reaktionsbedingungen (Temperatur, Lösungsmittel usw.) in sogenannten [[Eintopfreaktion]]en verhältnismäßig bequem zugänglich. Andere Anzahlen als 4, 5, 6, oder 8 Phenoleinheiten sind zwar ebenfalls möglich, aber bisher bedeutungslos geblieben, da ihre gezielte Synthese zu aufwendig ist.<br />
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== Synthese ==<br />
Calixarene lassen sich säure- und basenkatalysiert aus [[Phenole]]n und [[Formaldehyd]] synthetisieren.<ref>C. David Gutsche: ''Calixarenes.'' Royal Society of Chemistry, Cambridge 1989.</ref> Man benutzt vorzugsweise in para-Stellung substituierte Phenole, um einer [[Polymerisation]] vorzubeugen. Neben den „klassischen“ Phenolcalixarenen gibt es auch Calixarene, die aus [[Resorcin]] (sog. Resorcinarene) oder [[Pyrogallol]] mit längerkettigen [[Aldehyde]]n hergestellt werden. Die ablaufende Reaktion ist eine [[Elektrophile Substitution|elektrophile aromatische Substitution]] mit anschließender Wasserabspaltung. Spezielle Calixarene kann man auch durch Fragmentkondensation oder Aufbau eines linearen Vorläufermoleküls mit anschließender Ringschlussreaktion erhalten.<br />
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== Struktur ==<br />
[[Datei:Conformations of calixarenes.svg|300px|mini|Calixarene in den verschiedenen Konformationen: Konus ('''A'''), partieller Konus ('''B'''), 1,3-alternierend ('''C''') and 1,2-alternierend ('''D''')<ref name="???">{{Literatur |Autor=Fritz Vögtle |Titel=Cyclophan-Chemie: Synthesen, Strukturen, Reaktionen. Einführung und Überblick |Verlag=Vieweg+Teubner |Datum=1990 |ISBN=978-3-519-03508-4 |Seiten=381}}</ref>]] <br />
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Bei den Calixarenen sind infolge der gehinderten Rotation um die Methylenbrücken unterschiedliche geometrische Molekülstrukturen möglich. Die vasenähnliche Konformation ('''Cone'''-Struktur, [[Punktgruppe]] C<sub>4v</sub>) lässt sich durch sperrige [[Substituent]]en stabilisieren. Neben dieser Struktur existieren drei weitere Konformationen, '''partial cone''' (C<sub>S</sub>), '''1,2-alternate''' (C<sub>2h</sub>) und '''1,3-alternate''' (D<sub>2d</sub>). Bei Synthesen mit Calixarenen erfolgt mitunter Konformationsänderung, diese kann in bestimmten Fällen durch die Wahl der Reaktionsbedingungen unterdrückt oder aber – falls erwünscht – auch gezielt herbeigeführt werden.<br />
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== Geschichte ==<br />
1902 wurde von [[Leo Baekeland]] erstmals ein Harz aus [[Phenol]] und Formaldehyd hergestellt, das [[Bakelit]]. Durch die drei Angriffsmöglichkeiten am Phenol in ''ortho-'' und ''para-''Position entstand ein dreidimensionales Netzwerk. Erst im Jahre 1942 versuchten [[Alois Zinke]] und Erich Ziegler eine gesteuerte Synthese des Polymers mit ''p-tert-''Butylphenol und Formaldehyd. Sie erhielten eine kristalline Substanz, konnten jedoch aufgrund der damaligen Möglichkeiten nur eine [[Schmelzpunkterniedrigung]] zur Molekülmassenbestimmung durchführen. Erst [[John Cornforth]] erhielt mit Hilfe von [[Dorothy Mary Hodgkin]] eine [[Kristallstrukturanalyse]] dieser Substanzen.<br />
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1975 wurde der Name „Calixaren“ für diese Substanzklassen von [[C. David Gutsche]] empfohlen, er setzte sich allmählich auch für verwandte Körper (z. B. Resorcinarene) durch. Gutsche erkannte überdies die Instabilität der '''cone-'''Konformation bei unsubstituierten Calixarenen und [[Donald J. Cram]] schaffte eine Stabilisierung unsubstituierter Calixarene in Cone-Konformation durch [[Kohlensäure]]ester.<br />
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== Anwendungen ==<br />
Die meisten Synthesen, welche man aus der Chemie der [[Phenole]] kennt, sind prinzipiell auch auf Calixarene anwendbar, allerdings muss man die besondere Molekülgeometrie berücksichtigen, welche mitunter bestimmte Reagenzien am Angriff behindert. An der phenolischen OH-Gruppe kann man Calixarene verestern und verethern; an dem zu ihr para-ständigen C-Atom sind verschiedene Substitutionen möglich.<br />
Calixarene dienen gleichsam als molekulares Skelett für verschiedenartige [[Chelatkomplexe|Chelat]]-[[Komplexbildner]] und [[Sensor]]en für [[Natrium]]ionen. Durch Funktionalisierungen lässt sich die Selektivität für [[Cadmium]], [[Blei]], [[Lanthanoide]] und [[Actinoide]] erhöhen. Zudem können Calixarene in stationären Phasen bei der [[Hochleistungsflüssigkeitschromatografie|HPLC]] oder der [[Elektronenstrahllithografie]] eingesetzt werden.<br />
Calixarene katalysieren daneben verschiedene Reaktionen; so wird z.&nbsp;B. die Reaktionsgeschwindigkeit bei der [[Menschutkinreaktion]] zwischen [[Chinuclidin]] und [[1-Butylbromid]] um den Faktor 1600 erhöht.<ref><br />
{{Literatur<br />
|Autor=Byron W. Purse, Arnaud Gissot, Julius Rebek<br />
|Titel=A Deep Cavitand Provides a Structured Environment for the Menschutkin Reaction<br />
|Sammelwerk=Journal of the American Chemical Society<br />
|Band=127<br />
|Nummer=32<br />
|Jahr=2005<br />
|Seiten=11222–11223<br />
|DOI=10.1021/ja052877+<br />
}}</ref><br />
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Auch für pharmazeutische Anwendungen sind Calixarene als potenzielle [[Arzneistoff]]e, [[Diagnostika]] oder Arzneistoffträger von Interesse. Mit Hilfe von zyklischen Peptidgruppen modifizierte Calixarene besitzen [[Antikörper]]-ähnliche Eigenschaften bei der Bindung von [[Protein]]en und können als [[Antikörpermimetika]] eingesetzt werden.<ref>{{Literatur |Autor=Yoshitomo Hamuro, Mercedes Crego Calama, Hyung Soon Park, Andrew D. Hamilton |Titel=A Calixarene with Four Peptide Loops: An Antibody Mimic for Recognition of Protein Surfaces |Sammelwerk=Angew. Chem. Int. Ed. Engl. |Band=36 |Nummer=23 |DOI=10.1002/anie.199726801 |Jahr=1997}}</ref><br />
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== Literatur ==<br />
<references /><br />
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== Weblinks ==<br />
{{Commonscat|Calixarenes}}<br />
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[[Kategorie:Stoffgruppe]]<br />
[[Kategorie:Makrocyclische Verbindung| Calixarene]]<br />
[[Kategorie:Phenol| Calixarene]]<br />
[[Kategorie:Diphenylmethan| Calixarene]]<br />
[[Kategorie:Ionophor]]</div>imported>ChemSim