研究人员合成多野花生形分子

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模仿生物结构，例如使用分子和分子组件的水果和种子的有趣形状和功能，对于许多合成化学家来说是一个巨大的挑战。

最近，文献中出现了许多不同类型的迷人化学结构，来自日本和印度的一组科学家合成了一种花生形纳米结构，该纳米结构由两个富勒烯分子组成，被两个富勒烯分子包围，被哑铃样的多环壳包围。

模仿生物体系结构的能力既引人入胜又挑战化学家，尤其是在超分子领域的化学家。许多使用互锁分子（例如旋转烷）的复杂体系结构都可以产生复杂的机制，例如分子开关和班车。然而，水果和种子的多层多组分生物结构是如此复杂，以至于它们仍然是模仿的挑战。

在宏伟的水果和坚果建筑方案中，花生实际上是相对简单的，并且采用了核心壳的结构，其中两个豆子被豆荚包裹。通过合成包含一些允许小离子结合的纳米结构，试图模仿其结构，例如^-，pf₆^-和顺铂。但是，意识到纳米级的特征性核心结构仍然是一个挑战。

花生形分子的合成始于设计W形的三氧三体配体，该配体包含四个蒽环和两个代苯基间隔剂，这是通过铃木 - 米约拉尔交叉偶联反应。然后将这些配体与方形平面金属离子复合，以产生分子双胶囊，该胶囊充当“花生的壳”。

然后使用富勒烯分子的混合物对中央吡啶环的中央环取消分解。₆₀， C₇₀和SC₃[电子邮件保护]₈₀。富勒烯在壳内部充当“豆子”，内部重排使结构看起来像日常花生的。

前两个阶段通过受控且设计良好，协调性和PI堆叠相互作用以及金属配体配位键同时进行。芳族 - 芳香的PI堆积相互作用充当正交化学“胶水”，将多个分子成分连接到哑铃或花生形状。

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实际上，创建的W形配体实际上是十种不同的立体异构体的混合物。这是由于围绕处于空间阻碍，吡啶基 - 抗苯乙烯和蛛网膜键键的受限旋转而引起的。然而，尽管具有许多潜在的结构构象，但花生壳的形状在热力学上比其他异构体都受到青睐。

在形成分子豆期间，释放了宽带的中央金属铰链，即中央金属离子，使两个封闭的蛀牙可以双重地封装富勒烯分子，这两种分子都不同，但两者都是中型分子中的中等大小的分子杂种方式。在此过程中，发现第二腔的体积在将富勒烯封装到第一个腔中后，第二腔的体积减少（约4％）。

发现这些独特的体系结构的长度约为3 nm，分子量高达8,820 da。

为了识别和表征内部的结构和粘结，研究人员使用了核磁共振光谱（Bruker Avance-HD500）的组合，包括扩散订购的NMR光谱（DOSY），电动喷雾电离飞行时间质谱（ESI-TOF MS），Bruker Microtof II），紫外线（UV-VIS）光谱学（JASCO V-670DS），傅立叶转换红外光谱（FTIR，JASCO FT/IR-420），X射线衍射（XRD，RIGAKUXTALAB PRO P200）和元素分析（LECO CHNS-932 VTF-900）。使用Materials Studio（Accelrys Software Inc.版本5.5.3版）对分子力场计亚博网站下载算进行了预报。

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配体 - 金属相互作用的结合是使这个过程如此独特和可实现的，并且预计将具有深远的潜力，可以轻松制备受复杂自然系统启发的先进人工纳米结构。

来源和进一步阅读

• “多芳基分子花生” -Yazaki K.等人，自然通讯，，，，2017，doi：10.1038/ncomms15914

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