Супермолекулярная химия (краун-соединения) и создание молекул, способных к самосборке и самоорганизации. 
Особенности строения и важнейшие области применения ротаксанов и катенанов (как пример образования молекулярных комплексов)

Обе молекулы должны соответствовать друг другу как по электронной, так и пространственной структурам (принцип ключ-замок).

Молекулы соединений, построенных без химической связи, встречаются в природе: ротаксановые и катенановые формы ДНК.

К настоящему времени синтезированы очень интересные макроциклические структуры — катенаны, ротаксаны, узлы и др. Ротаксаны — это молекулы, построенные из двух частей: циклической и линейной так, что объемные группы на концах линейной молекулы препятствуют разобщению системы (колесо — ось). Катенаны — молекулы, в которых циклические макромолекулы продеты одна в другую подобно звеньям цепи. В этих молекулах между двумя и более фрагментами может вообще не быть химической связи: они могут быть связаны чисто механически, сцеплены подобно звеньям в цепи (катенаны). Такие сложные макроциклические наносистемы и их комплексы уже похожи на природные структуры. Например, синтезированные в работе фталоцианин-тиакраунэфирные макроциклы и их комплексы с металлами используются в качестве моделей для исследования процессов фотосинтеза.

Ротаксаны привлекают внимание исследователей в последнее десятилетие главным образом тем обстоятельством, что изменение ими формы в ответ на внешние воздействия может послужить для создания молекулярных машин, предназначенных, например, для хранения и передачи информация.

В общем случае название ротаксана определяется числом компонентов, из которого он собран. Так, ротаксан, состоящий из одного стержня и одного цикла, называется [2]ротаксан. Таким образом, [3]ротаксан должен состоять или из одного стрежня и двух колец или из двух стержней и одного кольца. Получение ротаксанов последнего типа (в цикл которых продето два стрежня) представляет собой очень сложную задачу.

Список литературы

Стид Дж. В., Этвуд Дж. Л. Супрамолекулярная химия. — М.: Академкнига, 2007. — 896с.

Хираока М. Краун-соединения. — М.: Мир, 1986. — 363с.