CATENANI
CATENANI
I c. sono composti chimici costituiti da due o più cicli, sufficientemente grandi, legati tra loro come gli anelli di una catena, da cui il loro nome. Questi composti sono pertanto costituiti da due o più parti che, pur non essendo legate da alcuna forza di valenza, restano tuttavia unite.
Il termine c. è stato coniato nel 1960 da E. Wasserman, che per primo preparò un [2] catenano. Il numero tra parentesi indica il numero di anelli che compongono la catena. Per questo tipo di composti è stato introdotto il concetto di isomeria topologica con i corrispondenti anelli non legati, ed è stata evidenziata inoltre la possibilità di un'isomeria topografica qualora siano presenti, su uno degli anelli della catena, sostituenti R tali da impedire lo scorrimento di un anello nell'altro e qualora le due porzioni di anello divise dai suddetti sostituenti siano differenti (a ≠ b; fig. 1).
Nel caso di c. con 3 o più anelli, in presenza di due sostituenti ingombranti sull'anello centrale (o su uno degli anelli interni della catena), è possibile un ulteriore tipo di isomeria, chiamata traslazionale. Infatti i restanti anelli possono essere tenuti uniti o separati dai sostituenti ingombranti (fig. 2).
I c. possono essere preparati con metodi statistici basandosi sulla probabilità che nella ciclizzazione di molecole lineari sufficientemente lunghe, tali quindi da formare anelli sufficientemente grandi, una molecola ciclizzando intrappoli una seconda molecola, che, ciclizzando a sua volta, dà luogo al catenano. Alternativamente il c. può essere ottenuto per sintesi diretta o costruito attorno a un nucleo centrale. Recentemente J. P. Sauvage ha preparato una serie di metallo [2] c. sfruttando le proprietà tetracoordinanti del Cu(I). In assenza del metallo questi ultimi composti vengono chiamati catenandi, in quanto leganti nei confronti del metallo.
Bibl.: E. Wasserman, The preparation of interlocking rings: a catenane, in J. Am. Chem. Soc., 82 (1960), pp. 4433-34; H. L. Frisch, E. Wasserman, Chemical topology, ibid., 83 (1961), pp. 3789-95; G. Schill, Catenanes, rotaxanes and knots, New York 1971; G. Schill, K. Rissler, H. Fritz, W. Vetter, Synthesis, isolation and identification of translationally isomeric [3] catenanes, in Angew. Chem. Int. Ed. Eng., 20 (1981), pp. 187-89; C. O. Dietrich-Buchecker, J. P. Sauvage, S. Kintzinger, Une nouvelle famille de molecules: Les metallo catenanes, in Tetrahedron Lett., 24 (1983), pp. 5095-98; C. O. Dietrich-Buchecker, J. P. Sauvage, J.-M. Kern, Template synthesis of interlocked macrocyclic ligands: The catenands, in J. Am. Chem. Soc., 106 (1984), pp. 3043-45; C. O. Dietrich-Buchecker, J. P. Sauvage, J. Weiss, Interlocked macrocyclic ligands: a catenand whose rotation of one ring into the other is precluded by bulky substituents, in Tetrahedron Lett., 27 (1986), pp. 2257-60.