充電ドナー-受容体 [2]キャテナンのアルキン系サブユニットの構造および共構成効果

科学分野:

• 超分子化学 超分子化学
• オーガニック・シンセシス オーガニック・シンセシス
• マテリアルサイエンス 材料科学

背景:

• ドナー-受容体カテネンは,分子機械における潜在的応用を持つ機械的に相互接続された分子です.
• 複雑なカテナンの合成には,分子構造と非共性相互作用の正確な制御がしばしば求められます.

研究 の 目的:

• サイクロビス (((パラクアット-p-フェニレン)) (CBPQT4+) と1,5-ダイオキシナフタレン (DNP) 単位を含む新しいドナー-受容体 [2]ケテナンを合成する.
• これらのカタネナの機械的な相互接続を制御する構造的特徴とダイナミックなプロセスを調査する.

主な方法:

• Cu+触媒のHuisgen 1,3-二極サイクロアディションとCu2+媒介のEglinton結合を用いた [2]pseudorotaxanesのテンプレート誘導サイクリングによる [2]catenanesの合成.
• X線結晶学を用いた固体構造分析により,機械的に相互接続された性質を確認し,安定化相互作用を特定します.
• リングシステムの回転障壁と環回転障壁を定量化するための可変温度1HNMRスペクトロスコーピー.

主要な成果:

• 4つのドナー-受容体 [2] チェーンナンが成功して合成され,成功したサイクリングはオリゴーテル鎖の長さに依存した.
• X線結晶学では,二次非共性接触を含む[pi...pi],[C-H...pi],[C-H...Omicron]の相互作用による安定化が示されました.
• フェニレン/バイピリジニウム回転とCBPQT4+周回転に対する障壁は,13.1〜17.5 kcal mol-1.1の範囲で定量化されました.

結論:

• この研究は,複合ドナー-受容体 [2]catenanes.への有効な合成経路を示しています.
• 非共振的相互作用は,機械的に相互接続されたアーキテクチャを安定させるために重要な役割を果たします.
• 回転障壁の傾向は,ドナーマクロサイクルとステリック障壁の大きさと相関しています.