เคมีระดับเหนือโมเลกุลเป็นสาขาหนึ่งของเคมีที่เกี่ยวข้องกับระบบเคมีที่ประกอบด้วยโมเลกุลจำนวนจำกัดความแข็งแรงของแรงที่รับผิดชอบต่อการจัดระเบียบเชิงพื้นที่ของระบบมีตั้งแต่แรงระหว่างโมเลกุลที่อ่อนแอประจุไฟฟ้าสถิตหรือพันธะไฮโดรเจน ไปจนถึง พันธะโคเวเลนต์ที่แข็งแรงโดยที่ความแข็งแรงของการเชื่อมต่อทางอิเล็กทรอนิกส์ยังคงมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับพารามิเตอร์พลังงานของส่วนประกอบ^{[ 1 ] [ 2 ]}ในขณะที่เคมีแบบดั้งเดิมมุ่งเน้นไปที่พันธะโคเวเลนต์ เคมีระดับเหนือโมเลกุลจะตรวจสอบปฏิสัมพันธ์ที่ไม่ใช่โคเวเลนต์ที่อ่อนแอและย้อนกลับได้ระหว่างโมเลกุล^{[ 3 ]}แรงเหล่านี้รวมถึงพันธะไฮโดรเจนการประสานงานของโลหะ แรง ไฮ โดร โฟบิกแรงแวนเดอร์วาลส์ปฏิสัมพันธ์ไพ-ไพและผลกระทบทางไฟฟ้าสถิต^{[ 4 ] [ 5 ]}

แนวคิดสำคัญที่พัฒนาโดยเคมีระดับเหนือโมเลกุล ได้แก่การประกอบตัวเองของโมเลกุลการพับของโมเลกุลการจดจำโมเลกุลเคมีโฮสต์-เกสต์สถาปัตยกรรมโมเลกุลที่เชื่อมต่อกันทางกลและเคมีโคเวเลนต์แบบไดนามิก [ ^{6 ] การ}ศึกษาปฏิสัมพันธ์ที่ไม่ใช่โคเวเลนต์มีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจกระบวนการทางชีววิทยาหลายอย่างที่อาศัยแรงเหล่านี้สำหรับโครงสร้างและการทำงานระบบทางชีววิทยามักเป็นแรงบันดาลใจสำหรับการวิจัยระดับเหนือโมเลกุล

• 
  การประกอบตัวเองของเฮลิเกตคู่แบบวงกลม^{[ 7 ]}
• 
  คอมเพล็กซ์โฮสต์-แขกภายในโฮสต์อื่น ( คิวเคอร์บิทูริล ) ^{[ 8 ]}
• 
  โมเลกุลที่เชื่อมต่อกันทางกลไก ( โรแทกเซน ) ^{[ 9 ]}
• 
  ตัวอย่างของเคมีโฮสต์-แขก^{[ 10 ]}
• 
  คอมเพล็กซ์โฮสต์-เกสต์ที่มี p-xylylenediammonium ผูกอยู่ภายในคิวเคอร์บิทูริล^{[ 11 ]}
• 
  การประกอบตัวเองภายในโมเลกุลของโฟลดาเมอร์^{[ 12 ]}
• 
  กรดไพรีนบิวทิริกสองโมเลกุลถูกผูกไว้ภายในนาโนแคปซูล C-เฮกซิลไพโรแกลลอล[4]อะรีน โซ่ข้างของกรดไพรีนบิวทิริกถูกละเว้น^{[ 13 ]}
• 
  โครงสร้างของกรดไอโซฟทาลิก สองโมเลกุล ที่ผูกติดกับโมเลกุลโฮสต์ผ่านพันธะไฮโดรเจน^{[ 14 ]}
• 
  โครงสร้างของเปปไทด์สั้น L-Lys-D-Ala-D-Ala (สารตั้งต้นของผนังเซลล์แบคทีเรีย) ที่จับกับยาปฏิชีวนะแวนโคไมซิน^{[ 15 ]}

การมีอยู่ของแรงระหว่างโมเลกุลได้รับการตั้งสมมติฐานครั้งแรกโดยJohannes Diderik van der Waalsในปี 1873 อย่างไรก็ตามHermann Emil Fischer ผู้ได้รับรางวัลโนเบล ได้พัฒนารากฐานทางปรัชญาของเคมีเหนือโมเลกุล ในปี 1894 ^{[ 16 ]} Fischer เสนอว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างเอนไซม์กับซับสเตรตมีลักษณะเป็น "กุญแจและแม่กุญแจ" ซึ่งเป็นหลักการพื้นฐานของการจดจำโมเลกุลและเคมีโฮสต์-เกสต์ ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 พันธะที่ไม่ใช่โคเวเลนต์ได้รับการทำความเข้าใจในรายละเอียดมากขึ้นเรื่อยๆ โดยพันธะไฮโดรเจนได้รับการอธิบายโดยLatimerและ Rodebush ในปี 1920

ด้วยความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับปฏิกิริยาที่ไม่ใช่พันธะโควาเลนต์ เช่น การอธิบาย โครงสร้าง ของ DNA อย่างชัดเจน นักเคมีจึงเริ่มเน้นย้ำถึงความสำคัญของปฏิกิริยาที่ไม่ใช่พันธะโควาเลน ต์ ^{[ 17 ]}ในปี 1967 Charles J. Pedersen ค้นพบอีเทอร์แบบวงแหวน ซึ่งเป็นโครงสร้างคล้ายวงแหวนที่สามารถคีเลตไอออนโลหะบางชนิดได้ ต่อมาในปี 1969 Jean-Marie Lehnค้นพบโมเลกุลประเภทหนึ่งที่คล้ายกับอีเทอร์แบบวงแหวน เรียกว่าคริปแทนด์ หลังจากนั้นDonald J. Cramได้สังเคราะห์อีเทอร์แบบวงแหวนหลายรูปแบบ รวมถึงโมเลกุลที่แยกต่างหากซึ่งสามารถมีปฏิสัมพันธ์แบบเลือกเฉพาะกับสารเคมีบางชนิดได้ นักวิทยาศาสตร์ทั้งสามคนได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 1987 สำหรับ "การพัฒนาและการใช้โมเลกุลที่มีปฏิสัมพันธ์เฉพาะโครงสร้างที่มีความเลือกสูง" ^{[ 18 ]}ในปี 2016 Bernard L. Feringa , Sir J. Fraser StoddartและJean-Pierre Sauvageได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี "สำหรับการออกแบบและการสังเคราะห์เครื่องจักรระดับโมเลกุล " ^{[ 19 ]}

คำว่าsupermolecule (หรือsupramolecule ) ถูกนำมาใช้โดยKarl Lothar Wolf และคณะ ( Übermoleküle ) ในปี พ.ศ. 2480 เพื่ออธิบายไดเมอร์ของกรดอะซิติกที่เชื่อมด้วยพันธะไฮโดรเจน^{[ 20 ] [ 21 ]} คำว่า supermolecule ยังใช้ในชีวเคมีเพื่ออธิบายสารประกอบของไบโอโมเลกุลเช่นเพปไทด์และโอลิโกนิวคลีโอไทด์ที่ประกอบด้วยสายหลายสาย^{[ 22 ]}

ในที่สุด นักเคมีก็ได้นำแนวคิดเหล่านี้ไปประยุกต์ใช้กับระบบสังเคราะห์ ความก้าวหน้าครั้งสำคัญเกิดขึ้นในทศวรรษ 1960 ด้วยการสังเคราะห์คราวน์อีเทอร์โดยชาร์ลส์ เจ . เพเดอร์เซน หลังจากนั้น นักวิจัยคนอื่นๆ เช่นโดนัลด์ เจ. แครม , ฌอง-มารี เลห์นและฟริตซ์ โวกเทิล ก็ได้ รายงานเกี่ยวกับตัวรับสามมิติหลากหลายชนิด และตลอดทศวรรษ 1980 การวิจัยในด้านนี้ก็ก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว โดยมีแนวคิดต่างๆ เช่น โครงสร้างโมเลกุลที่เชื่อมต่อกันด้วยกลไกเกิดขึ้นมา

อิทธิพลของเคมีระดับเหนือโมเลกุลได้รับการยืนยันโดยรางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำปี 1987 ซึ่งมอบให้แก่ Donald J. Cram, Jean-Marie Lehn และ Charles J. Pedersen เพื่อเป็นการยกย่องผลงานของพวกเขาในด้านนี้^{[ 23 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่งการพัฒนาสารประกอบเชิงซ้อนแบบ "โฮสต์-เกสต์" ที่เลือกได้ ซึ่งโมเลกุลโฮสต์จะจดจำและจับกับโมเลกุลเกสต์บางชนิดอย่างเลือกสรร ได้รับการกล่าวถึงว่าเป็นผลงานที่สำคัญ

การประกอบตัวเองของโมเลกุลคือการสร้างระบบโดยปราศจากการชี้นำหรือการจัดการจากแหล่งภายนอก (นอกเหนือจากการจัดสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม) โมเลกุลจะถูกชี้นำให้ประกอบกันผ่านปฏิกิริยาที่ไม่ใช่พันธะโควาเลนต์ การประกอบตัวเองอาจแบ่งย่อยได้เป็นการประกอบตัวเองระหว่างโมเลกุล (เพื่อสร้างการประกอบระดับเหนือโมเลกุล ) และการประกอบตัวเองภายในโมเลกุล (หรือการพับดังที่แสดงโดยโฟลดาเมอร์และโพลีเปปไทด์) การประกอบตัวเองของโมเลกุลยังช่วยให้สามารถสร้างโครงสร้างขนาดใหญ่ขึ้นได้ เช่นไมเซลล์เมมเบรนเวสิ เคิ ลผลึกเหลวและมีความสำคัญต่อวิศวกรรมผลึก^{[ 24 ]}

การจดจำโมเลกุลคือการจับกันอย่างจำเพาะของโมเลกุลแขกกับโมเลกุลเจ้าบ้านที่เสริมกันเพื่อสร้างคอมเพล็กซ์เจ้าบ้าน-แขก บ่อยครั้งที่การกำหนดว่าชนิดใดเป็น "เจ้าบ้าน" และชนิดใดเป็น "แขก" นั้นเป็นไปโดยพลการ โมเลกุลสามารถระบุซึ่งกันและกันได้โดยใช้ปฏิสัมพันธ์ที่ไม่ใช่พันธะโควาเลนต์ การประยุกต์ใช้ที่สำคัญในสาขานี้คือการสร้างเซนเซอร์โมเลกุลและการเร่งปฏิกิริยา^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]}

การจดจำระดับโมเลกุลและการประกอบตัวเองอาจถูกนำมาใช้กับสารตั้งต้นที่มีปฏิกิริยาเพื่อจัดเตรียมระบบล่วงหน้าสำหรับปฏิกิริยาเคมี (เพื่อสร้างพันธะโควาเลนต์หนึ่งพันธะหรือมากกว่า) อาจถือได้ว่าเป็นกรณีพิเศษของการเร่งปฏิกิริยา ระดับเหนือโมเลกุล พันธะที่ไม่ใช่โควาเลนต์ระหว่างสารตั้งต้นและ "แม่แบบ" จะยึดตำแหน่งที่เกิดปฏิกิริยาของสารตั้งต้นไว้ใกล้กัน ทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีที่ต้องการได้ง่ายขึ้น เทคนิคนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในสถานการณ์ที่โครงสร้างปฏิกิริยาที่ต้องการนั้นไม่น่าจะเกิดขึ้นได้ทางอุณหพลศาสตร์หรือจลนศาสตร์ เช่น ในการเตรียมมาโครไซเคิลขนาดใหญ่ การจัดเตรียมล่วงหน้านี้ยังช่วยในวัตถุประสงค์อื่นๆ เช่น การลดปฏิกิริยาข้างเคียง การลดพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยา และการสร้างสเตอริโอเคมีที่ต้องการหลังจากปฏิกิริยาเกิดขึ้นแล้ว แม่แบบอาจยังคงอยู่ ถูกนำออกไปโดยบังคับ หรืออาจถูก "แยกตัว" โดยอัตโนมัติเนื่องจากคุณสมบัติการจดจำที่แตกต่างกันของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา แม่แบบอาจเป็นเพียงไอออนโลหะเดี่ยวหรืออาจซับซ้อนมากก็ได้

โครงสร้างโมเลกุลที่เชื่อมต่อกันทางกลไกประกอบด้วยโมเลกุลที่เชื่อมโยงกันโดยเป็นผลมาจากโทโพโลยีของพวกมันเท่านั้น อาจมีปฏิสัมพันธ์ที่ไม่ใช่พันธะโควาเลนต์ระหว่างส่วนประกอบต่างๆ (มักจะเป็นส่วนประกอบที่ใช้ในการสร้างระบบ) แต่ไม่มีพันธะโควาเลนต์ เคมีระดับเหนือโมเลกุล และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการสังเคราะห์แบบกำหนดแม่แบบ เป็นกุญแจสำคัญในการสังเคราะห์สารประกอบอย่างมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างของโครงสร้างโมเลกุลที่เชื่อมต่อกันทางกลไก ได้แก่คาเทเนนโรแท กเซน ปม โมเลกุล วงแหวน บอร์โรเมียนโมเลกุล[ ^{29 ] โพลิเมอร์} โซ่เดซี่ 2 มิติ [ c 2] ^{[ 30 ]}และราเวล^{[ 31 ]}

ในเคมีโคเวเลนต์แบบไดนามิก พันธะโคเวเลนต์จะถูกทำลายและสร้างขึ้นใหม่ในปฏิกิริยาย้อนกลับภายใต้การควบคุมทางอุณหพลศาสตร์ แม้ว่าพันธะโคเวเลนต์จะเป็นกุญแจสำคัญของกระบวนการ แต่ระบบจะถูกชี้นำโดยแรงที่ไม่ใช่โคเวเลนต์เพื่อสร้างโครงสร้างที่มีพลังงานต่ำที่สุด^{[ 32 ]}

ระบบซูเปอร์โมเลคูลาร์สังเคราะห์จำนวนมากได้รับการออกแบบมาเพื่อเลียนแบบการทำงานของระบบชีวภาพ สถาปัตยกรรม เลียนแบบชีวภาพ เหล่านี้ สามารถใช้เพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับทั้งแบบจำลองทางชีวภาพและการนำไปใช้สังเคราะห์ ตัวอย่างเช่น ระบบโฟโตอิเล็กโทรเคมี ระบบเร่งปฏิกิริยาการออกแบบโปรตีนและการจำลองตัวเอง^{[ 33 ]}

การพิมพ์โมเลกุลอธิบายถึงกระบวนการที่สร้างโฮสต์จากโมเลกุลขนาดเล็กโดยใช้โมเลกุลชนิดที่เหมาะสมเป็นแม่แบบ หลังจากสร้างเสร็จแล้ว แม่แบบจะถูกกำจัดออกไป เหลือเพียงโฮสต์เท่านั้น แม่แบบสำหรับการสร้างโฮสต์อาจแตกต่างจากแขกที่โฮสต์ที่สร้างเสร็จแล้วจับได้เล็กน้อย ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด การพิมพ์จะใช้เพียง ปฏิกิริยา เชิงสเตอริกแต่ระบบที่ซับซ้อนกว่านั้นยังรวมถึงพันธะไฮโดรเจนและปฏิกิริยาอื่นๆ เพื่อปรับปรุงความแข็งแรงและความจำเพาะของการจับ^{[ 34 ]}

เครื่องจักรระดับโมเลกุลคือโมเลกุลหรือกลุ่มโมเลกุลที่สามารถทำหน้าที่ต่างๆ เช่น การเคลื่อนที่เชิงเส้นหรือการหมุน การสลับ และการกักเก็บ อุปกรณ์เหล่านี้มีอยู่บนขอบเขตระหว่างเคมีระดับเหนือโมเลกุลและนาโนเทคโนโลยีและต้นแบบได้รับการสาธิตโดยใช้แนวคิดระดับเหนือโมเลกุล^{[ 35 ]} Jean-Pierre Sauvage , Sir J. Fraser StoddartและBernard L. Feringa ได้รับ รางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำปี 2016 ร่วมกัน ใน สาขา 'การออกแบบและการสังเคราะห์เครื่องจักรระดับโมเลกุล' ^{[ 36 ]}

ระบบซูพราโมเลคูลาร์นั้นไม่ค่อยถูกออกแบบจากหลักการพื้นฐานโดยตรง แต่เคมีมักใช้หน่วยโครงสร้างและหน้าที่การทำงานที่ได้รับการศึกษามาอย่างดีแล้วเป็นพื้นฐานในการสร้างโครงสร้างที่มีฟังก์ชันการทำงานขนาดใหญ่ขึ้น หน่วยเหล่านี้จำนวนมากมีอยู่เป็นกลุ่มของหน่วยที่คล้ายคลึงกัน ซึ่งสามารถเลือกหน่วยที่มีคุณสมบัติที่ต้องการได้อย่างแม่นยำจากกลุ่มนั้น

• ปฏิสัมพันธ์การถ่ายโอนประจุแบบไพ-ไพของไบไพริดิเนียมกับไดออกซีอะรีนหรือไดอะมิโนอะรีนถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการสร้างระบบที่เชื่อมต่อกันทางกล และในวิศวกรรมผลึก
• การใช้คราวน์อีเทอร์ในการจับกับแคตไอออนของโลหะหรือแอมโมเนียมนั้นพบได้ทั่วไปในเคมีระดับเหนือโมเลกุล
• การก่อตัวของไดเมอร์ของกรดคาร์บอกซิลิก และปฏิกิริยาพันธะไฮโดรเจนแบบง่ายอื่นๆ
• การเกิดสารเชิงซ้อนระหว่างไบไพริดีนหรือเทอร์ไพริดีนกับรูทีเนียมเงินหรือไอออนโลหะอื่นๆมีประโยชน์อย่างมากในการสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วยโมเลกุลจำนวนมาก
• การสร้างสารเชิงซ้อนของแอนไอออนเป็นวิธีการหนึ่งในการเชื่อมโยงโมดูลต่างๆ เข้าด้วยกัน

มาโครไซเคิลเป็นส่วนประกอบดั้งเดิมในเคมีระดับเหนือโมเลกุล ผลของมาโครไซเคิลช่วยเสริมปฏิสัมพันธ์ที่ อ่อนแอ ไซโค ลเดกซ์ ท ริน คาลิกซ์อารีน คูเคอร์บิทูริล และคราวน์อีเทอร์ช่วยให้สามารถรวมไอออนโลหะอัลคาไลได้ ตัวรับ 3 มิติที่ซับซ้อนกว่า ได้แก่ไซโคลเฟนและคริปแทนด์เมทัลโลไซเคิลระดับเหนือโมเลกุลและเมทัลลาคราวน์ เป็นส่วนประกอบที่เกี่ยวข้อง^{[ 37 ]}รูปทรงเมทัลโลไซเคิลทั่วไปในการใช้งานประเภทนี้ ได้แก่ สามเหลี่ยม สี่เหลี่ยม และห้าเหลี่ยม โดยแต่ละรูปจะมีหมู่ฟังก์ชันที่เชื่อมต่อชิ้นส่วนเข้าด้วยกันผ่าน "การประกอบตัวเอง" ^{[ 38 ]}

ระบบซูเปอร์โมเลคูลาร์จำนวนมากต้องการให้ส่วนประกอบมีระยะห่างและโครงสร้างที่เหมาะสมซึ่งกันและกัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้หน่วยโครงสร้างที่ใช้งานง่าย^{[ 39 ]}

• ตัวคั่นและหมู่เชื่อมต่อที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่โซ่โพลีอีเทอร์ไบฟีนิลและเทอร์ฟีนิลรวมถึงโซ่แอลคิล อย่างง่าย เคมีในการสร้างและเชื่อมต่อหน่วยเหล่านี้เป็นที่เข้าใจกันเป็นอย่างดี
• อนุภาคนาโน แท่งนาโนฟูลเลอรีนและเดนดริเมอร์นำเสนอโครงสร้างและหน่วยการห่อหุ้มที่มีขนาดระดับนาโนเมตร
• พื้นผิวสามารถใช้เป็นโครงสร้างพื้นฐานสำหรับการสร้างระบบที่ซับซ้อน และยังใช้สำหรับการเชื่อมต่อระบบทางเคมีไฟฟ้ากับอิเล็กโทรดได้ อีกด้วย พื้นผิวเรียบสามารถใช้สำหรับการสร้าง ชั้นโมโนเลเยอร์ และมัลติเลเยอร์ที่ประกอบตัวเองได้
• ความเข้าใจเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลในของแข็งได้รับการฟื้นฟูครั้งสำคัญผ่านข้อมูลจากวิธีการทดลองและการคำนวณต่างๆ ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ซึ่งรวมถึงการศึกษาความดันสูงในของแข็งและการตกผลึก "ในแหล่งกำเนิด" ของสารประกอบที่เป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้อง พร้อมกับการใช้การวิเคราะห์ความหนาแน่นของอิเล็กตรอน การทำนายโครงสร้างผลึก และการคำนวณ DFT ในสถานะของแข็ง เพื่อให้สามารถเข้าใจเชิงปริมาณเกี่ยวกับธรรมชาติ พลังงาน และคุณสมบัติทางโทโพโลยีที่เกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ดังกล่าวในผลึก^{[ 40 ]}

• พอร์ฟิรินและฟทาโลไซยานีนมีกิจกรรมทางเคมีแสงและทางเคมีไฟฟ้าที่สามารถปรับแต่งได้อย่างสูง รวมทั้งยังมีศักยภาพในการสร้างสารเชิงซ้อน
• หมู่ฟังก์ชัน ที่เปลี่ยนสีได้ด้วยแสงและ หมู่ ฟังก์ชันที่สามารถเปลี่ยนไอโซเมอร์ได้ ด้วย แสง สามารถเปลี่ยนรูปร่างและคุณสมบัติ รวมถึงคุณสมบัติในการจับยึด เมื่อสัมผัสกับแสง
• เตตระไทอาฟุลวาเลน (TTF) และควิโนนมีสถานะออกซิเดชัน ที่เสถียรหลายสถานะ ดังนั้นจึงสามารถนำไปใช้ในปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชันและเคมีไฟฟ้าได้
• หน่วยอื่นๆ เช่นอนุพันธ์ของเบนซิดีนไวโอโลเจนและฟูลเลอรีนมีประโยชน์ในอุปกรณ์ทางเคมีไฟฟ้าแบบซูเปอร์โมเลคูลาร์

• การจับตัวกันอย่างแน่นหนาเป็นพิเศษระหว่างอะวิดินและไบโอตินมีบทบาทสำคัญในการแข็งตัวของเลือดและถูกนำมาใช้เป็นรูปแบบการจดจำเพื่อสร้างระบบสังเคราะห์
• การจับกันระหว่างเอนไซม์กับโคแฟคเตอร์ ของมัน ถูกนำมาใช้เป็นแนวทางในการผลิตเอนไซม์ดัดแปลง เอนไซม์ที่สัมผัสทางไฟฟ้า และแม้กระทั่งเอนไซม์ที่สามารถเปลี่ยนสถานะด้วยแสงได้
• ดีเอ็นเอถูกนำมาใช้ทั้งในฐานะหน่วยโครงสร้างและหน่วยการทำงานในระบบซูเปอร์โมเลคูลาร์สังเคราะห์

เคมีระดับเหนือโมเลกุลนั้นพบการประยุกต์ใช้น้อย แต่เป็นพื้นฐานของปรากฏการณ์ที่มีประโยชน์บางอย่าง^{[ 41 ]}

แนวคิดของเคมีระดับเหนือโมเลกุลสามารถเป็นแรงบันดาลใจในการออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยาได้ ปฏิสัมพันธ์ที่ไม่ใช่พันธะโควาเลนต์มีอิทธิพลต่อสารตั้งต้นที่ยึดเกาะกัน^{[ 42 ]}

การออกแบบโดยอาศัยเคมีระดับเหนือโมเลกุลได้เป็นแรงบันดาลใจในการออกแบบวัสดุชีวภาพและยาบำบัดที่มีฟังก์ชันการทำงาน^{[ 43 ]}วัสดุชีวภาพระดับเหนือโมเลกุลช่วยให้มีแพลตฟอร์มแบบโมดูลาร์และทั่วไปจำนวนมากที่มีคุณสมบัติทางกล ทางเคมี และทางชีวภาพที่ปรับแต่งได้ ซึ่งรวมถึงระบบที่อาศัยการประกอบระดับเหนือโมเลกุลของเปปไทด์ วงแหวนขนาดใหญ่แบบโฮสต์-เกสต์ พันธะไฮโดรเจนที่มีความสัมพันธ์สูง และปฏิสัมพันธ์ระหว่างโลหะกับลิแกนด์

แนวทางระดับโมเลกุลเหนือระดับถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางเพื่อสร้างช่องไอออนเทียมสำหรับการขนส่งไอออนโซเดียมและโพแทสเซียมเข้าและออกจากเซลล์^{[ 44 ]}

ปฏิสัมพันธ์ระดับเหนือโมเลกุลมีอิทธิพลต่อการจับกันระหว่างยาและเป้าหมาย ในด้านการส่งยาเคมีระดับเหนือโมเลกุลสามารถให้กลไกการห่อหุ้มและการปลดปล่อยแบบกำหนดเป้าหมายได้^{[ 45 ]}นอกจากนี้ ระบบระดับเหนือโมเลกุลยังได้รับการออกแบบมาเพื่อขัดขวางปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนกับโปรตีนซึ่งมีความสำคัญต่อการทำงานของเซลล์^{[ 46 ]}

มีการเสนอปฏิสัมพันธ์ระดับเหนือโมเลกุลเพื่อตรวจจับสารวิเคราะห์^{[ 47 ]}

• เคมีอินทรีย์
• นาโนเทคโนโลยี

• Cook, TR; Zheng, Y.; Stang, PJ (2013). "โครงสร้างโลหะอินทรีย์และสารเชิงซ้อนประสานงานระดับโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ประกอบตัวเอง: การเปรียบเทียบและเปรียบต่างการออกแบบ การสังเคราะห์ และการทำงานของวัสดุโลหะอินทรีย์" Chem . Rev. 113 ( 1 ): 734– 77. doi : 10.1021/cr3002824 . PMC  3764682. PMID 23121121  .{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list ( link )
• Desiraju, GR (2013). "วิศวกรรมผลึก: จากโมเลกุลสู่ผลึก". J. Am. Chem. Soc . 135 (27): 9952– 67. Bibcode : 2013JAChS.135.9952D . doi : 10.1021/ja403264c . PMID  23750552 .
• Seto, CT; Whitesides, GM (1993). "การประกอบตัวเองของโมเลกุลผ่านพันธะไฮโดรเจน: สารประกอบซูเปอร์โมเลคูลาร์บนพื้นฐานของแลตติซกรดไซยานูริก-เมลามีน" J. Am. Chem. Soc . 115 (3): 905– 916. Bibcode : 1993JAChS.115..905S . doi : 10.1021/ja00056a014 .{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list ( link )

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับเคมีระดับเหนือโมเลกุล

• แบบจำลอง 2 มิติและ 3 มิติของกลุ่มทรงสิบสองเหลี่ยมและทรงลิ่ม
• เคมีระดับเหนือโมเลกุลและเคมีระดับเหนือโมเลกุล II – ชุดบทความเฉพาะเรื่องในวารสารเคมีอินทรีย์ Beilstein ที่เปิดให้เข้าถึงได้ฟรี