コグホイールの異常加速 デンブロン配列によるデンドロン化ペリレンビシミドの螺旋的自己組織化
Li Wang1,2, Benjamin E Partridge1, Ning Huang1
1Roy & Diana Vagelos Laboratories, Department of Chemistry, University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania 19104-6323, United States.
Journal of the American Chemical Society
|April 29, 2020
まとめ
歯車モデルは,ペリレンビシミド (PBIs) を,オーダーされた螺旋柱に素早く自己組み立てることを可能にします. 特定の9r9デンドロンの配列は,この結晶化を劇的に加速し,知られている最も速い超分子または共性マクロモレキュルを生み出します.
科学分野:
- 超分子化学
- 材料科学
- クリスタルグラフィー
背景:
- 階層的な自己組織化は 秩序ある素材を作るための鍵です
- ペリレンビシミド (PBIs) はミニデンドロンと結合し,歯車モデルを通じて結晶状の螺旋状の柱状六角形配列を形成する.
- 以前の研究では,冷却/加熱の速度が遅い (1°C/分) で組み立てられ,ハイブリッドデンドロンの成功は限られていた.
研究 の 目的:
- 配列で定義されたデンドロンがPBIの自己組み立て運動に与える影響を調査する.
- 異なるアルキル鎖長 (n=6,7,9,10) とキラル/アキラルモチーフを持つ新しいハイブリッドPBIライブラリを探求する.
- 歯車加速装置の仕組みを理解する
主な方法:
- 配列で定義されたデンドロンを持つハイブリッドペリレンビシミド (PBIs) の4つのライブラリの合成.
- 構造と熱の分析のための繊維X線微分と微分スキャニング熱計 (DSC)
- 固体核磁気共振 (NMR) スペクトロスコーピーは,分子ダイナミクスを解明する.
主要な成果:
- 9r9配列で定義されたデンドロンは,前例のない歯車組立を最大50°C/分 (加熱と冷却) で可能にしました.
- これは,これまでに報告された中で最も速く結晶化する超分子または共性マクロモレキュールです.
- 固体NMRは,最適の結晶包装とアルキル鎖のダイナミクスによる加速組成であることが明らかになった.
結論:
- シーケンスで定義されたデンドロンは,PBIシステムにおける階層的な自己組織化を劇的に加速することができます.
- 9r9 PBIシステムは 超分子結晶化の新しい基準を示しています
- 秩序あるシステムにおけるキラリティに関する仮定に挑戦し,秩序を創造する上で混乱の役割を強調しています.
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