КЛАТРА́ТЫ

КЛАТРА́ТЫ (от лат. clathratus – замк­ну­тый, ок­ру­жён­ный со всех сто­рон), суп­ра­мо­ле­ку­ляр­ные со­еди­не­ния; об­ра­зу­ют­ся при вклю­че­нии мо­ле­кул од­но­го ви­да, на­зы­вае­мых гос­тя­ми, в по­лос­ти кри­стал­лич. кар­ка­са, по­стро­ен­но­го из мо­ле­кул др. ви­да, на­зы­вае­мых хо­зяе­ва­ми, или в по­лость од­ной боль­шой мо­ле­ку­лы-хо­зяи­на. При об­ра­зо­ва­нии К. оп­ре­де­ляю­щую роль иг­ра­ет не ре­ак­ци­он­ная спо­соб­ность ком­по­нен­тов, а про­стран­ст­вен­ное со­от­вет­ст­вие – ком­пле­мен­тар­ность – под­сис­тем гос­тя и хо­зяи­на. Мо­ле­ку­лы гос­тя и хо­зяи­на в К. свя­за­ны толь­ко сла­бы­ми ван-дер-ва­аль­со­вы­ми взаи­мо­дей­ст­вия­ми; хи­мич. свя­зи меж­ду эти­ми мо­ле­ку­ла­ми не об­ра­зу­ют­ся. Тер­мин «К.» вве­дён англ. кри­стал­ло­хи­ми­ком Г. Пау­эл­лом в 1948 для обо­зна­че­ния об­на­ру­жен­но­го им но­во­го клас­са хи­мич. со­еди­не­ний (на при­ме­ре ад­дук­тов гид­ро­хи­но­на с SO₂ и др. ле­ту­чи­ми ком­по­нен­та­ми).

Мо­ле­ку­лы гос­тя (инерт­ные га­зы, низ­шие уг­ле­во­до­ро­ды, лег­ко­ки­пя­щие ор­га­нич. жид­ко­сти) мо­гут рас­по­ла­гать­ся в по­лос­тях кар­ка­са хо­зяи­на, по­стро­ен­но­го, напр., из мо­ле­кул во­ды (клат­рат­ные гид­ра­ты, в ча­ст­но­сти га­зо­вые гид­ра­ты) или гид­ро­хи­но­на. В клат­рат­ных со­еди­не­ни­ях мо­че­ви­ны с н-ал­ка­на­ми (вплоть до по­ли­эти­ле­на) дос­туп­ное для вклю­че­ния мо­ле­кул гос­тя про­стран­ст­во име­ет фор­му ка­на­лов. Слои­стые К. (ин­тер­ка­ла­ты) об­ра­зу­ют­ся пу­тём вне­дре­ния мо­ле­кул-гос­тей в меж­слое­вое про­стран­ст­во кри­стал­лич. струк­ту­ры хо­зяи­на. Слои­стые со­еди­не­ния об­ра­зу­ют­ся, напр., на ос­но­ве гра­фи­та или халь­ко­ге­ни­дов пе­ре­ход­ных ме­тал­лов со ще­лоч­ны­ми ме­тал­ла­ми. В мо­но­мо­ле­ку­ляр­ных К. ка­ж­дая мо­ле­ку­ла хо­зяи­на име­ет по­лость, в ко­то­рой мо­гут рас­по­ла­гать­ся мо­ле­ку­лы гос­тя. Та­кие со­еди­не­ния мо­гут су­ще­ст­во­вать и в рас­тво­ре – в от­ли­чие от др. пе­ре­чис­лен­ных К., су­ще­ст­вую­щих толь­ко в твёр­дой фа­зе. При­ме­ра­ми мо­но­мо­ле­ку­ляр­ных К. мо­гут слу­жить со­еди­не­ния вклю­че­ния цик­ло­дек­ст­ри­нов или ка­лик­са­ре­нов, ад­дукт ио­да с ами­ло­зой крах­ма­ла.

На из­би­ра­тель­но­сти вклю­че­ния клат­рат­ны­ми со­еди­не­ния­ми гос­те­вых мо­ле­кул оп­ре­де­лён­но­го раз­ме­ра и фор­мы осно­ва­ны про­цес­сы раз­де­ле­ния, в т. ч. струк­тур­ных и оп­ти­че­ских изо­ме­ров; де­ла­ются по­пыт­ки ис­поль­зо­вать клат­рат­ные со­еди­не­ния для хра­не­ния га­зов и в ка­та­ли­зе. Со­еди­не­ния цик­ло­дек­ст­ри­нов при­ме­ня­ют­ся для ста­би­ли­за­ции ак­тив­ных ком­по­нен­тов в пи­ще­вой, фар­ма­цев­ти­че­ской и пар­фю­мер­ной пром-сти. В при­ро­де рас­про­стра­не­ны га­зо­вые гид­ра­ты, а так­же род­ст­вен­ные клат­рат­ным со­еди­не­ни­ям це­о­ли­ты и гли­ны, ши­ро­ко ис­поль­зуе­мые на прак­ти­ке.