使用大型金属络合物合成大的循环分子

在聚合金属络合物中,两个或多个金属原子与有机分子结合成较大,复杂的分子结构。这种复合物用于例如新的催化剂,分子磁铁和传感器。

过去,通常通过将金属离子与有机配体混合的试验方法合成了聚合金属络合物,从而导致不可预测的化合物。现代方法涉及大环:具有环结构的有机分子。大环分子的内部空间可用于锚定在形成过程中的聚合金属络合物,这是一种“窍门”,可以使可再现的可预测最终产物的合成。卡纳泽大学的Shighisa Akine,不列颠哥伦比亚大学(UBC)的马克·麦克拉克兰(Mark Maclachlan)和纳米尔西(Kanazawa University)和UBC博士学位学生Mohammad Chaudhry现已发布了一项全面的概述如何通过更改所用大环的组成来调整复合物的某些特性。

科学家首先讨论该领域的起源。在1970年代,可以通过使用相对简单的有机化合物将所谓的[2+2]大环形核复合物与分子配方C9H8O3作为构建块形成。这些双核络合物由两个金属原子组成,坐在有机的“网络”中,具有2倍对称性。可以用6个金属获得类似的罗布森大环,其总体[3+3]结构具有3倍(三角形)对称性。罗布森大环今天仍在研究中,但是这种方法仍然是不可预测的。

然后,研究人员解释了[2+2](带有两个倍对称性)和[3+3](带有三角形对称性)的宏环体现在当代设计中。如今,[3+3]化合物由于其作为单分子磁体的潜力 - 表现出(Para)磁性的分子而进行了积极研究。使用大环,可以通过改变簇的大小和组成来调节随后分子的磁性。关于[2+2]复合物,这些复合物被发现具有可以利用用于创建独特簇的腔。

另一类有趣的多金属结构是“ Pacman Macrocycles”,该结构由显示裂缝的配体建造。该几何形状可用于捕获和激活小金属 - 配体 - 金属分子。在这种情况下,在核废料加工的背景下,已经对具有两个铀原子的Pacman大环受到了深入的研究。Akine,Maclachlan和Chaudhry还表明,更普遍地说,通过使用Pacman配体,化学家成功地制造了几种结构和化学上独特的聚合金属络合物。

研究人员讨论的最终类型的大环具有吡啶环(吡啶类似于苯,一个C – H单元被氮代替)。吡啶环大环具有很高的柔韧性,可用于合成各种复杂的多金属结构 - 作者提供了许多含白银复合物的例子。

科学家通过这个有趣的研究领域的前景完成了评论。他们具体地说,他们指出,未来的趋势很可能是模仿生命系统中天然群集的活动。实际上,聚合金属络合物在重要反应中起着关键作用,例如氮对氨的降低以及一氧化碳氧化为二氧化碳的氧化。引用Chaudhry等人:“通过大环 - 诱导方法产生的潜在选择性和控制方法对于一致的,可再现的功能多金属簇的生产特别有吸引力。”

来源:https://www.kanazawa-u.ac.jp/e/

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