A veces, una molécula solo puede experimentar una reacción química particular si forma un llamado complejo huésped-huésped junto con otra molécula; las dos moléculas se unen no por enlaces covalentes sino por fuerzas intermoleculares. Lo que pasa es que primero el anfitrión reconoce al invitado, después de lo cual puede reaccionar químicamente y convertirse en otra molécula.

Pero ahora, Shigehisa Akine y sus colegas de la Universidad de Kanazawa han demostrado que el orden inverso también es posible:primero, el anfitrión sufre una reacción química, después de lo cual reconoce y forma un complejo con el ion huésped. Es más, descubrieron que el orden de reconocimiento y reacción se puede cambiar modificando el ión huésped. Distinguir entre las dos alternativas ('reconocimiento primero' o 'reacción primero') se vuelve importante cuando la escala de tiempo en la que ocurren los dos procesos difiere significativamente, una situación que podría aprovecharse en aplicaciones que incluyen la administración de medicamentos.

Para su estudio, los investigadores utilizaron una molécula huésped que contiene cobalto (un 'metalohost'), que tiene una cavidad que puede acomodar un ión particular (átomo cargado) como huésped. El metalohost puede sufrir reacciones del tipo conocido como reacción de intercambio de ligando. La ventaja de utilizar este sistema anfitrión es que los procesos de reacción que ocurren son lentos, y fácilmente controlable por espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN). Como invitado, Akine y sus colegas utilizaron un compuesto llamado NaOTf, que contiene un ion de sodio, que puede ocupar la cavidad del anfitrión al formar el complejo anfitrión-huésped.

Después de agregar NaOTf al metalohost, la señal de RMN no apuntaba inicialmente a un cambio estructural. Sin embargo, después de tres horas, se produjo un cambio, indicando la formación de nuevas moléculas. Para determinar si el proceso fue 'reconocimiento primero' o 'reacción primero', los investigadores examinaron la cinética de la reacción de intercambio de ligando, y su relación con la concentración de sodio. Descubrieron que la velocidad de reacción aumentaba significativamente al aumentar la concentración de sodio, lo que les hizo concluir que para el sodio el mecanismo era "el reconocimiento primero".

Akine y sus colegas realizaron experimentos similares con compuestos invitados a base de potasio y rubidio. Curiosamente, observaron que el intercambio de ligando se produjo en la forma libre de invitados, lo que significa que el proceso general fue "la reacción primero".

La dependencia observada del tipo de unión que tiene lugar en el tipo de ión metálico huésped no solo aporta nuevos conocimientos sobre la química huésped-huésped y su dinámica, pero también puede dar lugar a aplicaciones. Los científicos creen que "la comprensión del mecanismo ayudaría a desarrollar nuevos sistemas de captación / liberación de huéspedes programables en el tiempo, como los sistemas de administración de fármacos".