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Metalla新的自组装方法[3] Catenanes,Borromean环,环形络合物

最近互锁的分子物种最近受到了相当大的关注,而不仅仅是因为它们的兴趣结构和拓扑重要性,而且因为它们作为分子机器和纳米级装置的重要应用。

受益于可逆协调键,可以通过高产,一步过程实现一些复杂的互锁结构,例如[2] Catenanes和所罗门结。分子伯莫氏环(BRS)是[3]脱替替替替替聚酯,其中没有组分环连接,但也不能分离而不会破坏环(图1)。

线性[3] Catenanes是另一个迷人的互锁的三环图案(图1)。已经提出了几种用于构建有机线性的有效方法[3]粘面烷。然而,基于协调驱动的自组装合成有机金属线性Metalla的可行策略仍然非常罕见。除了线性[3] Catenanes之外,环环络合物也是一种非常罕见的结构基质,其可以被认为是BRS和用于制备BRS的关键中间体的子结构(图1)。

近年来,复旦大学的陆烨,刘东,林跃健,李振华和金国新等研究人员取得了令人振奋的进展,利用简单的π给体单元开发了金属[3]链烯、博罗米恩环和环中环配合物的自组装。

由于硫原子的电子云较大,在相同条件下,含s杂环化合物通常比多环芳香族化合物表现出更强的堆垛作用。为了加强层间相互作用,采用双硫代苯基取代广泛使用的苯基或多环芳烃基。

同时,富电子(π-供体,D)和缺电子(π-受体,A)芳香基团之间的静电相互作用是主客体化学中的重要驱动力。基于协调自组装的金属矩形或笼通常带有几个正电荷。由于库仑斥力的存在,这种金属矩形或笼子更适合与电中性或富电子的客体结合,而不是与缺电子的阳离子结合,克服阳离子客体和阳离子主体之间的库仑斥力仍然是一个挑战。

Bithiophenyl团体强烈D单元,因此他们引入metallarectangles可能导致强烈D单位和单位之间的相互作用,这是一个有前途的策略来克服库仑斥力,可能允许引入带正电荷的阳离子在阳离子metallarectangle带正电荷。按照这一逻辑,如果一个缺电子阳离子可以引入阳离子metallarectangle利用强劲的数字-模拟交互,也可能是可能的线程阳离子metallarectangle基于一个单位在一个基于D metallarectangle单位,获得异构数字-模拟ring-in-ring复杂。

在这项工作中,通过使用基于白细胞基团的构建块来实现一系列CP * Rh基(Cp * =五甲基环戊二烯基)均匀金属[2]亚烷和BRS结构。简单的π-体供体单元(图2)。二苯基团在形成均匀互锁结构的形成中起着至关重要的作用,即提高环间相互作用的强度。

利用D和A单元之间的强静电相互作用,以缺电子甲基紫精阳离子为客体分子,实现了[2]链烯与矩形单体之间的可逆转换。此外,基于a单元的阳离子金属矩形被螺纹插入基于双噻吩基的金属矩形中,形成非均相环中环配合物(图3)。这种形成环中环配合物的方法被基于芘基的金属矩形扩展了。

这些发现将有助于理解配位自组装,促进有机金属组装领域的发展。

请参阅文章:

Metalla [3] Catenanes,Borromean环和环形复合物使用简单的π-供体单元https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa164

来源:http://www.scichina.com/

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