เคมีเหนือโมเลกุลเป็นสาขาวิทยาศาสตร์ที่นอกเหนือไปจากอนุภาคที่เน้นที่ระบบทางวิทยาศาสตร์ที่ประกอบด้วยหน่วยย่อยหรือส่วนประกอบจำนวนไม่ต่อเนื่อง แรงที่รับผิดชอบในการจัดระเบียบเชิงพื้นที่อาจมีตั้งแต่อ่อน (พันธะไฟฟ้าสถิตหรือไฮโดรเจน) ไปจนถึงแรง (พันธะโควาเลนต์) โดยที่ระดับของความสัมพันธ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ระหว่างส่วนประกอบโมเลกุลยังคงน้อยเมื่อเทียบกับพารามิเตอร์พลังงานที่สอดคล้องกันของสาร
แนวคิดที่สำคัญ
ในขณะที่เคมีทั่วไปมุ่งเน้นไปที่พันธะโควาเลนต์ เคมีเหนือโมเลกุลจะสำรวจปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลที่ไม่ใช่โควาเลนต์ที่อ่อนแอกว่าและย้อนกลับได้ แรงเหล่านี้รวมถึงพันธะไฮโดรเจน การประสานกันของโลหะ เซตของแวนเดอร์วาลส์ที่ไม่ชอบน้ำ และเอฟเฟกต์ไฟฟ้าสถิต
แนวคิดสำคัญที่แสดงให้เห็นโดยใช้สิ่งนี้สาขาวิชารวมถึงการประกอบตัวเองบางส่วน การพับ การจดจำ โฮสต์แขก สถาปัตยกรรมคู่ทางกลไก และวิทยาศาสตร์โควาเลนต์แบบไดนามิก การศึกษาปฏิสัมพันธ์ที่ไม่ใช่โควาเลนต์ในเคมีระดับโมเลกุลมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจกระบวนการทางชีววิทยาหลายอย่างตั้งแต่โครงสร้างเซลล์ไปจนถึงการมองเห็นที่อาศัยแรงเหล่านี้ ระบบชีวภาพมักเป็นแรงบันดาลใจในการวิจัย ซุปเปอร์โมเลกุลคือโมเลกุลและพันธะระหว่างโมเลกุล เนื่องจากอนุภาคคืออะตอม และเส้นสัมผัสโควาเลนต์
ประวัติศาสตร์
การมีอยู่ของกองกำลังระหว่างโมเลกุลได้รับการตั้งสมมติฐานครั้งแรกโดย Johannes Diederik van der Waals ในปี 1873 อย่างไรก็ตาม ผู้ได้รับรางวัลโนเบล แฮร์มันน์ เอมิล ฟิชเชอร์ ได้พัฒนารากฐานทางปรัชญาของเคมีเหนือโมเลกุล ในปี พ.ศ. 2437 ฟิชเชอร์เสนอว่าปฏิกิริยาระหว่างเอนไซม์กับสารตั้งต้นอยู่ในรูปของ "ล็อกและกุญแจ" ซึ่งเป็นหลักการพื้นฐานของการจดจำโมเลกุลและเคมีระหว่างโฮสต์และแขก ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 มีการศึกษาพันธะที่ไม่ใช่โควาเลนต์ในรายละเอียดมากขึ้น โดย Latimer และ Rodebush อธิบายพันธะไฮโดรเจนในปี 1920
การใช้หลักการเหล่านี้ทำให้เข้าใจโครงสร้างโปรตีนและกระบวนการทางชีววิทยาอื่นๆ อย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น ตัวอย่างเช่น ความก้าวหน้าครั้งสำคัญที่ทำให้สามารถอธิบายโครงสร้างเกลียวคู่จาก DNA ได้อย่างชัดเจนเกิดขึ้นเมื่อเป็นที่ชัดเจนว่ามีนิวคลีโอไทด์แยกกันสองสายที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจน การใช้ความสัมพันธ์แบบไม่มีโควาเลนต์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการจำลองแบบ เนื่องจากอนุญาตให้แยกเกลียวและใช้เป็นเทมเพลตสำหรับสายใหม่ดีเอ็นเอสายคู่ พร้อมกันนั้น นักเคมีเริ่มรู้จักและศึกษาโครงสร้างสังเคราะห์โดยอาศัยปฏิกิริยาที่ไม่ใช่โควาเลนต์ เช่น ไมเซลล์และไมโครอิมัลชัน
ในที่สุด นักเคมีสามารถนำแนวคิดเหล่านี้ไปประยุกต์ใช้กับระบบสังเคราะห์ได้ ความก้าวหน้าเกิดขึ้นในปี 1960 - การสังเคราะห์ครอบฟัน (อีเธอร์ตาม Charles Pedersen) หลังจากงานนี้ นักวิจัยคนอื่นๆ เช่น Donald J. Crum, Jean-Marie Lehn และ Fritz Vogtl เริ่มมีบทบาทในการสังเคราะห์ตัวรับ form-ion-selective และในช่วงปี 1980 การวิจัยในพื้นที่นี้ได้รับแรงผลักดัน นักวิทยาศาสตร์ได้ทำงานร่วมกับแนวคิดต่างๆ เช่น การประสานทางกลของสถาปัตยกรรมโมเลกุล
ในยุค 90 เคมีระดับโมเลกุลยิ่งมีปัญหามากขึ้นไปอีก นักวิจัยเช่น James Fraser Stoddart ได้พัฒนากลไกระดับโมเลกุลและโครงสร้างการจัดระเบียบตนเองที่ซับซ้อนสูง ในขณะที่ Itamar Wilner ศึกษาและสร้างเซ็นเซอร์และวิธีการโต้ตอบทางอิเล็กทรอนิกส์และทางชีววิทยา ในช่วงเวลานี้ ลวดลายโฟโตเคมีคอลถูกรวมเข้ากับระบบซูเปอร์โมเลกุลเพื่อเพิ่มฟังก์ชันการทำงาน การวิจัยเริ่มต้นขึ้นเกี่ยวกับการสื่อสารแบบสังเคราะห์ที่จำลองตัวเองได้ และทำงานต่อบนอุปกรณ์เพื่อประมวลผลข้อมูลระดับโมเลกุล วิทยาศาสตร์ที่กำลังพัฒนาของนาโนเทคโนโลยีได้ส่งผลกระทบอย่างมากต่อหัวข้อนี้ โดยการสร้างบล็อคต่างๆ เช่น ฟูลเลอรีน (เคมีซูเปอร์โมเลกุล) อนุภาคนาโน และเดนไดรเมอร์ พวกเขามีส่วนร่วมในระบบสังเคราะห์
ควบคุม
เคมีเหนือโมเลกุลเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาที่ละเอียดอ่อน และดังนั้นจึงควบคุมกระบวนการที่เกี่ยวข้องอาจต้องการความแม่นยำมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พันธะที่ไม่ใช่โควาเลนต์มีพลังงานต่ำ และมักมีพลังงานไม่เพียงพอสำหรับการกระตุ้นให้เกิดการก่อตัว ตามที่สมการอาร์เรเนียสแสดง ซึ่งหมายความว่า อัตราการสร้างไม่เพิ่มขึ้นที่อุณหภูมิสูงขึ้นไม่เหมือนกับเคมีที่สร้างพันธะโควาเลนต์ อันที่จริง สมการสมดุลเคมีแสดงให้เห็นว่าพลังงานต่ำนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงไปสู่การทำลายของสารเชิงซ้อนซูปราโมเลคิวลาร์ที่อุณหภูมิสูงขึ้น
อย่างไรก็ตาม ระดับต่ำก็สร้างปัญหาให้กับกระบวนการดังกล่าวได้เช่นกัน เคมีเหนือโมเลกุล (UDC 541–544) อาจต้องการให้โมเลกุลถูกบิดเบือนไปเป็นโครงสร้างที่ไม่เอื้ออำนวยทางอุณหพลศาสตร์ (ตัวอย่างเช่น ในระหว่างการ "สังเคราะห์" ของโรแทกเซนที่มีสลิป) และอาจรวมถึงวิทยาศาสตร์โควาเลนต์บางอย่างที่สอดคล้องกับข้างต้น นอกจากนี้ ลักษณะไดนามิกของเคมีเหนือโมเลกุลยังถูกใช้ในกลศาสตร์หลายอย่าง และการระบายความร้อนเท่านั้นที่จะชะลอกระบวนการเหล่านี้
ดังนั้น อุณหพลศาสตร์เป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการออกแบบ ควบคุม และศึกษาเคมีเหนือโมเลกุลในระบบสิ่งมีชีวิต บางทีตัวอย่างที่โดดเด่นที่สุดคือสิ่งมีชีวิตเลือดอุ่นซึ่งหยุดทำงานอย่างสมบูรณ์นอกช่วงอุณหภูมิที่แคบมาก
ทรงกลมสิ่งแวดล้อม
สภาพแวดล้อมของโมเลกุลรอบระบบซูเปอร์โมเลกุลมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานและความเสถียรของระบบ ตัวทำละลายจำนวนมากมีพันธะไฮโดรเจนที่แรง ไฟฟ้าสถิตคุณสมบัติและความสามารถในการถ่ายโอนประจุ ดังนั้นจึงสามารถเข้าสู่สมดุลที่ซับซ้อนกับระบบ แม้กระทั่งทำลายคอมเพล็กซ์ทั้งหมด ด้วยเหตุนี้ การเลือกตัวทำละลายจึงมีความสำคัญ
การประกอบตัวเองด้วยโมเลกุล
นี่คือการสร้างระบบโดยไม่มีคำแนะนำหรือการควบคุมจากแหล่งภายนอก (นอกเหนือจากการจัดหาสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม) โมเลกุลถูกนำไปยังคอลเลกชันผ่านอันตรกิริยาที่ไม่ใช่โควาเลนต์ การประกอบตัวเองสามารถแบ่งออกเป็นระหว่างโมเลกุลและภายในโมเลกุล การกระทำนี้ยังช่วยให้สามารถสร้างโครงสร้างที่ใหญ่ขึ้น เช่น ไมเซลล์ เมมเบรน ถุงน้ำ ผลึกเหลว นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับวิศวกรรมคริสตัล
MP และความซับซ้อน
การจดจำโมเลกุลเป็นการผูกมัดเฉพาะของอนุภาคแขกกับโฮสต์เสริม บ่อยครั้งคำจำกัดความของสายพันธุ์ที่เป็นและที่เป็น "แขก" ดูเหมือนจะเป็นไปโดยพลการ โมเลกุลสามารถระบุกันและกันโดยใช้อันตรกิริยาที่ไม่ใช่โควาเลนต์ การใช้งานหลักในด้านนี้คือการออกแบบเซ็นเซอร์และตัวเร่งปฏิกิริยา
การสังเคราะห์เทมเพลตโดยตรง
การรู้จำระดับโมเลกุลและการประกอบตัวเองสามารถใช้กับสารปฏิกิริยาเพื่อเตรียมระบบปฏิกิริยาเคมีล่วงหน้า (เพื่อสร้างพันธะโควาเลนต์ตั้งแต่หนึ่งพันธะขึ้นไป) นี่ถือได้ว่าเป็นกรณีพิเศษของการเร่งปฏิกิริยาเหนือโมเลกุล
พันธะที่ไม่ใช่โควาเลนต์ระหว่างสารตั้งต้นและ "เมทริกซ์" ทำให้บริเวณที่เกิดปฏิกิริยาอยู่ใกล้กัน ส่งเสริมเคมีที่ต้องการ วิธีนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในสถานการณ์ที่โครงสร้างของปฏิกิริยาที่ต้องการไม่น่าเป็นไปได้ทางเทอร์โมไดนามิกหรือทางจลนศาสตร์ เช่น ในการผลิตแมโครไซเคิลขนาดใหญ่ การจัดระบบล่วงหน้าในเคมีเหนือโมเลกุลนี้ยังมีจุดประสงค์เช่นการลดปฏิกิริยาข้างเคียง ลดพลังงานกระตุ้น และรับสเตอริโอเคมีที่ต้องการ
หลังจากผ่านกระบวนการแล้ว รูปแบบอาจยังคงอยู่ ถูกลบออกอย่างแรง หรือทำให้ซับซ้อน "โดยอัตโนมัติ" เนื่องจากคุณสมบัติการจดจำผลิตภัณฑ์ต่างๆ รูปแบบสามารถทำได้ง่ายเหมือนไอออนโลหะเดียวหรือซับซ้อนมาก
สถาปัตยกรรมโมเลกุลที่เชื่อมต่อกันทางกลไก
ประกอบด้วยอนุภาคที่เชื่อมต่อกันอันเป็นผลมาจากโทโพโลยีเท่านั้น ปฏิสัมพันธ์ที่ไม่ใช่โควาเลนต์บางอย่างอาจมีอยู่ระหว่างส่วนประกอบที่แตกต่างกัน (มักใช้ในการสร้างระบบ) แต่ไม่มีพันธะโควาเลนต์ วิทยาศาสตร์ - เคมีเหนือโมเลกุล โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสังเคราะห์ที่เน้นเมทริกซ์ เป็นกุญแจสำคัญในการผสมที่มีประสิทธิภาพ ตัวอย่างของสถาปัตยกรรมโมเลกุลที่เชื่อมต่อกันทางกลไก ได้แก่ catenanes, rotaxanes, knots, Borromean rings และ ravels
เคมีโควาเลนต์ไดนามิก
ในนั้นพันธะจะถูกทำลายและก่อตัวขึ้นในปฏิกิริยาย้อนกลับภายใต้การควบคุมทางอุณหพลศาสตร์ ในขณะที่พันธะโควาเลนต์เป็นกุญแจสำคัญในกระบวนการ ระบบขับเคลื่อนโดยกองกำลังที่ไม่ใช่โควาเลนต์เพื่อสร้างโครงสร้างพลังงานที่ต่ำที่สุด
ไบโอมิเมติกส์
ซุปเปอร์โมเลกุลสังเคราะห์หลายชนิดระบบถูกออกแบบมาเพื่อคัดลอกหน้าที่ของทรงกลมทางชีวภาพ สถาปัตยกรรมชีวมิติเหล่านี้สามารถใช้เพื่อศึกษาทั้งแบบจำลองและการใช้งานแบบสังเคราะห์ ตัวอย่าง ได้แก่ photoelectrochemical ระบบเร่งปฏิกิริยา วิศวกรรมโปรตีน และการจำลองตัวเอง
วิศวกรรมโมเลกุล
เหล่านี้เป็นส่วนประกอบบางส่วนที่สามารถทำหน้าที่ต่างๆ เช่น การเคลื่อนที่เชิงเส้นหรือการหมุน การสลับและการยึดจับ อุปกรณ์เหล่านี้อยู่บนพรมแดนระหว่างเคมีซูเปอร์โมเลกุลกับนาโนเทคโนโลยี และได้มีการสาธิตต้นแบบโดยใช้แนวคิดที่คล้ายคลึงกัน Jean-Pierre Sauvage, Sir J. Fraser Stoddart และ Bernard L. Feringa ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำปี 2559 สำหรับการออกแบบและการสังเคราะห์เครื่องจักรโมเลกุล
มาโครไซเคิล
มาโครไซเคิลมีประโยชน์มากในเคมีเหนือโมเลกุล เนื่องจากมีฟันผุทั้งหมดที่สามารถล้อมรอบโมเลกุลของแขกได้อย่างสมบูรณ์และถูกดัดแปลงทางเคมีเพื่อปรับแต่งคุณสมบัติของพวกมัน
ไซโคลเดกซ์ทริน, คาลิซารีน, แตงกวาและอีเทอร์มงกุฎสามารถสังเคราะห์ได้ง่ายในปริมาณมาก ดังนั้นจึงสะดวกสำหรับใช้ในระบบซุปเปอร์โมเลกุล ไซโคลเฟนและการเข้ารหัสที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นสามารถสังเคราะห์ขึ้นเพื่อให้มีคุณสมบัติการรู้จำส่วนบุคคล
เมทัลโลไซเคิลสูงคือมวลรวมแบบแมคโครไซคลิกที่มีไอออนของโลหะอยู่ในวงแหวน ซึ่งมักเกิดขึ้นจากโมดูลเชิงมุมและเชิงเส้น รูปร่างเมทัลโลไซเคิลทั่วไปในการใช้งานประเภทนี้ ได้แก่ สามเหลี่ยม สี่เหลี่ยม และรูปห้าเหลี่ยม แต่ละอันมีกลุ่มการทำงานที่เชื่อมต่อส่วนต่างๆ ผ่าน "การประกอบตัวเอง"
Metallacrowns เป็น metallomacrocycles ที่สร้างขึ้นโดยใช้วิธีการที่คล้ายกันกับวงแหวนคีเลตหลอมรวม
เคมีเหนือโมเลกุล: วัตถุ
ระบบดังกล่าวจำนวนมากต้องการส่วนประกอบที่มีระยะห่างและรูปแบบที่เหมาะสมซึ่งสัมพันธ์กัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีหน่วยโครงสร้างที่ใช้งานง่าย
โดยปกติ ตัวเว้นระยะและกลุ่มตัวเชื่อมได้แก่ โพลีเอสเตอร์ ไบฟีนิลและไตรฟีนิล และโซ่อัลคิลธรรมดา เคมีในการสร้างและรวมอุปกรณ์เหล่านี้เป็นที่เข้าใจกันเป็นอย่างดี
พื้นผิวสามารถใช้เป็นโครงนั่งร้านเพื่อสั่งระบบที่ซับซ้อน และเพื่อเชื่อมต่อเคมีไฟฟ้ากับอิเล็กโทรด พื้นผิวปกติสามารถใช้เพื่อสร้างชั้นเดียวและหลายชั้นในตัวเองได้
ความเข้าใจเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลในของแข็งได้รับการฟื้นฟูที่สำคัญอันเนื่องมาจากการมีส่วนร่วมของเทคนิคการทดลองและการคำนวณที่หลากหลายในทศวรรษที่ผ่านมา ซึ่งรวมถึงการศึกษาแรงดันสูงในของแข็งและการตกผลึกในแหล่งกำเนิดของสารประกอบที่เป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้อง ร่วมกับการใช้การวิเคราะห์ความหนาแน่นของอิเล็กตรอน การทำนายโครงสร้างผลึก และการคำนวณ DFT ของสถานะของแข็งเพื่อให้เข้าใจเชิงปริมาณเกี่ยวกับธรรมชาติ พลังงาน และโทโพโลยี
ภาพถ่าย-หน่วยที่ทำงานด้วยไฟฟ้าเคมี
พอร์ไฟรินและพทาโลไซยานีนได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดพลังงานเคมีเชิงแสง เช่นเดียวกับศักยภาพในการก่อตัวที่ซับซ้อน
Photochromic และ photoisomerizable สามารถเปลี่ยนรูปร่างและคุณสมบัติเมื่อโดนแสง
TTF และควิโนนมีสถานะออกซิเดชันที่เสถียรมากกว่าหนึ่งสถานะ ดังนั้นจึงสามารถเปลี่ยนได้โดยใช้เคมีรีดักชันหรือวิทยาศาสตร์อิเล็กตรอน หน่วยอื่นๆ เช่น อนุพันธ์เบนซิดีน กลุ่มวิโอโลเจน และฟูลเลอรีน ก็ถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์เหนือโมเลกุลด้วย
หน่วยที่ได้มาจากชีวภาพ
การซ้อนที่รุนแรงมากระหว่าง avidin และไบโอตินช่วยส่งเสริมการแข็งตัวของเลือด และใช้เป็นบรรทัดฐานในการจดจำเพื่อสร้างระบบสังเคราะห์
การจับกันของเอ็นไซม์กับโคแฟกเตอร์ของพวกมันถูกใช้เป็นเส้นทางเพื่อให้ได้อนุภาคที่ถูกดัดแปลง การสัมผัสทางไฟฟ้า และแม้แต่อนุภาคที่สลับแสงได้ DNA ถูกใช้เป็นหน่วยโครงสร้างและการทำงานในระบบซูเปอร์โมเลกุลสังเคราะห์
เทคโนโลยีวัสดุ
เคมีเหนือโมเลกุลพบการใช้งานมากมาย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กระบวนการประกอบตัวของโมเลกุลได้ถูกสร้างขึ้นเพื่อพัฒนาวัสดุใหม่ โครงสร้างขนาดใหญ่สามารถเข้าถึงได้ง่ายโดยใช้กระบวนการจากล่างขึ้นบน เนื่องจากโครงสร้างเหล่านี้ประกอบด้วยโมเลกุลขนาดเล็กที่ต้องการขั้นตอนการสังเคราะห์น้อยลง ดังนั้น แนวทางส่วนใหญ่สำหรับนาโนเทคโนโลยีจึงใช้เคมีระดับโมเลกุลสูง
เร่งปฏิกิริยา
มันคือการพัฒนาและความเข้าใจของพวกเขาที่เป็นโปรแกรมหลักของเคมีซุปเปอร์โมเลกุล ปฏิสัมพันธ์ที่ไม่ใช่โควาเลนต์มีความสำคัญอย่างยิ่งในการเร่งปฏิกิริยา การจับตัวทำปฏิกิริยาในรูปแบบที่เหมาะสมสำหรับปฏิกิริยาและลดพลังงานในสถานะการเปลี่ยนแปลง การสังเคราะห์เทมเพลตเป็นกรณีเฉพาะของกระบวนการซูเปอร์โมเลกุล ระบบการห่อหุ้ม เช่น ไมเซลล์ เดนไดรเมอร์ และคาวิแทนด์ ยังใช้ในการเร่งปฏิกิริยาเพื่อสร้างสภาพแวดล้อมจุลภาคที่เหมาะสมสำหรับปฏิกิริยาที่จะเกิดขึ้นซึ่งไม่สามารถใช้ในระดับมหภาคได้
ยา
วิธีการที่ใช้สารเคมีเหนือโมเลกุลได้นำไปสู่การประยุกต์ใช้มากมายในการสร้างวัสดุชีวภาพเชิงฟังก์ชันและการบำบัด มีแพลตฟอร์มโมดูลาร์และแบบทั่วไปที่หลากหลายพร้อมคุณสมบัติทางกล เคมี และชีวภาพที่ปรับแต่งได้ ซึ่งรวมถึงระบบที่อิงตามการประกอบเปปไทด์ โฮสต์มาโครไซเคิล พันธะไฮโดรเจนที่มีสัมพรรคภาพสูง และปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับลิแกนด์
วิธีซูปราโมเลคิวลาร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการสร้างช่องไอออนเทียมเพื่อขนส่งโซเดียมและโพแทสเซียมเข้าและออกจากเซลล์
เคมีดังกล่าวมีความสำคัญต่อการพัฒนายารักษาโรคแบบใหม่ด้วยการทำความเข้าใจปฏิสัมพันธ์ระหว่างยากับบริเวณที่มีผลผูกพัน สาขาการจัดส่งยายังได้ก้าวสำคัญอันเป็นผลมาจากเคมีเหนือโมเลกุล มีการห่อหุ้มและกลไกการปลดปล่อยตามเป้าหมาย นอกจากนี้ ระบบดังกล่าวยังได้รับการออกแบบมาเพื่อขัดขวางปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนกับโปรตีนซึ่งมีความสำคัญต่อการทำงานของเซลล์
เอฟเฟกต์เทมเพลตและเคมีเหนือโมเลกุล
ในทางวิทยาศาสตร์ ปฏิกิริยาของเทมเพลตคือคลาสของการดำเนินการตามลิแกนด์ เกิดขึ้นระหว่างไซต์ประสานงานสองแห่งหรือมากกว่าที่อยู่ติดกันบนศูนย์กลางโลหะ คำว่า "เทมเพลทเอฟเฟกต์" และ "การประกอบตัวเอง" ในวิชาเคมีเหนือโมเลกุลส่วนใหญ่จะใช้ในวิทยาศาสตร์การประสานงาน แต่หากไม่มีไอออน สารอินทรีย์ชนิดเดียวกันจะให้ผลิตภัณฑ์ต่างกัน นี่คือเอฟเฟกต์เทมเพลตในเคมีเหนือโมเลกุล