Nichtkovalente Synthese mit Wasserstoffbrücken

Wasserstoffbrücken ähneln Menschen insofern, als dass sie zur Gruppenbildung neigen. Einzeln sind sie schwach, leicht zu brechen und manchmal schwer zu finden. Handeln sie jedoch gemeinsam, so werden sie viel stärker und unterstützen einander. Bei diesem, unter dem Begriff „Kooperativität“ bekannten Phänomen ist 1+1 mehr als 2. Unter Nutzung dieses Prinzips haben Chemiker eine große Vielzahl chemisch stabiler Strukturen entwickelt, deren Bildung auf der reversiblen Knüpfung mehrerer Wasserstoffbrücken beruht. Mehr als 20 Jahre des Studiums dieser Phänomene haben zur Entwicklung einer neuen Disziplin innerhalb der organischen Synthese geführt, die man heute als „nichtkovalente Synthese“ bezeichnet. Dieser Aufsatz beschreibt die nichtkovalente Synthese auf der Basis der reversiblen Bildung mehrerer Wasserstoffbrücken. Er beginnt mit einer eingehenden Beschreibung des Wesens der Wasserstoffbrücke, führt dann durch eine Vielzahl von bimolekularen Aggregaten und Assoziaten höherer Ordnung und erläutert die allgemeinen Prinzipien, die deren Stabilität zugrunde liegen. Besondere Aufmerksamkeit wird reversibel über Wasserstoffbrücken gebildeten Kapseln gewidmet, die interessante Einschlussphänomene aufweisen. Weiterhin wird die Rolle von Wasserstoffbrücken in Selbstreplikationsprozessen diskutiert, und abschließend werden neue Materialien (Nanoröhren, Flüssigkristalle, Polymere usw.) und Prinzipien (dynamische Bibliotheken) vorgestellt, die in jüngster Zeit aus diesem faszinierenden Forschungsgebiet hervorgegangen sind.