Parfois, une molécule ne peut subir une réaction chimique particulière que si elle forme un complexe hôte-invité avec une autre molécule. Les deux molécules sont alors liées non pas par des liaisons covalentes mais par des forces intermoléculaires. Qu'est-ce qui se passe, c'est que d'abord, l'hôte reconnaît l'invité, après quoi il peut réagir chimiquement et devenir une autre molécule.

Mais maintenant, Shigehisa Akine et ses collègues de l'Université de Kanazawa ont montré que l'ordre inverse est également possible :d'abord, l'hôte subit une réaction chimique, après quoi il reconnaît et forme un complexe avec l'ion invité. De plus, ils ont découvert que l'ordre de reconnaissance et de réaction peut être inversé en modifiant l'ion invité. La distinction entre les deux alternatives ("reconnaissance d'abord" ou "réaction d'abord") devient importante lorsque l'échelle de temps sur laquelle les deux processus se produisent diffère de manière significative, une situation qui pourrait être exploitée dans des applications incluant l'administration de médicaments.

Pour leur étude, les chercheurs ont utilisé une molécule hôte contenant du cobalt (un « métallohôte »), qui a une cavité pouvant accueillir un ion particulier (atome chargé) en tant qu'invité. Le métallohôte peut subir des réactions du type connu sous le nom de réaction d'échange de ligand. L'avantage d'utiliser ce système hôte est que les processus de réaction en cours sont lents, et facilement contrôlable par spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN). En tant qu'invité, Akine et ses collègues ont utilisé un composé nommé NaOTf, contenant un ion sodium, qui peut occuper la cavité de l'hôte lors de la formation du complexe hôte-invité.

Après avoir ajouté NaOTf au métallohôte, le signal RMN n'indiquait pas initialement un changement structurel. Cependant, après trois heures, un changement s'est produit, indiquant la formation de nouvelles molécules. Pour déterminer si le processus était « la reconnaissance d'abord » ou « la réaction d'abord », les chercheurs ont examiné la cinétique de la réaction d'échange de ligand, et sa relation avec la concentration en sodium. Ils ont constaté que la vitesse de réaction augmentait considérablement avec l'augmentation de la concentration de sodium, ce qui les a amenés à conclure que pour le sodium, le mécanisme était « la reconnaissance d'abord ».

Akine et ses collègues ont réalisé des expériences similaires avec des composés invités à base de potassium et de rubidium. De façon intéressante, ils ont observé que l'échange de ligand se produisait alors sous la forme sans invité, ce qui signifie que le processus global était « la réaction d'abord ».

La dépendance observée du type de liaison ayant lieu sur le type d'ion métallique invité ajoute non seulement de nouvelles informations sur la chimie hôte-invité et leur dynamique, mais peut aussi donner lieu à des candidatures. Les scientifiques pensent que "la compréhension du mécanisme aiderait à développer de nouveaux systèmes d'absorption/libération d'invités programmables dans le temps, tels que les systèmes d'administration de médicaments".