研究人员合成花生形状的聚芳分子

图片来源:Egorov Artem/Shutterstock.com

利用分子和分子组装来模拟生物结构，如水果和种子的有趣形状和功能，对许多合成化学家来说是一个巨大的挑战。

最近，在文献中出现了许多不同类型的迷人的化学结构，来自日本和印度的科学家团队合成了一种花生形状的纳米结构，它由两个富勒烯分子组成，周围环绕着一个哑铃状的多芳香族壳。

模拟生物结构的能力是化学家们既着迷又挑战的东西，特别是在超分子领域。许多复杂的结构使用连锁分子，如轮烷，可以产生复杂的机制，如分子开关和穿梭。然而，水果和种子的多层、多组分生物结构是如此复杂，以至于模仿它们仍然是一个挑战。

花生，在水果和坚果架构的宏伟方案中，实际上是相对简单的，采用核心壳，如结构，其中两个豆被豆荚包裹。通过合成含有少数开孔的纳米结构来模仿其结构，允许允许允许小离子的结合，例如Cl^-，PF._6.^-与顺铂。然而，在纳米尺度上实现具有特征的核-壳结构仍然是一个挑战。

通过设计W形三晶配体，通过铃木 - 宫系交叉偶联反应设计了含有四个蒽环和两个中间环间隔物的W形梯形配体的合成。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，其作用为“花生的壳”。

接下来是使用富勒烯分子C的混合物对中心的吡啶环进行脱金属₆₀C₇₀和Sc_3.(电子邮件保护)₈₀．富勒烯充当了壳内的“豆子”，内部的重排使得结构看起来像日常的花生。

前两个阶段通过控制和精心设计的配位和pi-堆垛相互作用以及金属配位键同时发生。芳香-芳香pi-堆叠相互作用就像一种正交的化学“胶水”，将多个分子成分连接在一起，形成哑铃或花生的形状。

对仪器感兴趣吗?请求更多的信息

w型配体实际上是由10种不同的立体异构体混合而成。这是由于围绕空间受阻的吡啶-蒽基和蒽-苯基键的旋转受到限制。然而，尽管具有如此多的潜在结构构象，花生壳形状在热力学上优于其他同分异构体。

During the formation of the molecular beans, the releasing of the sterically hindered central metallic hinge, i.e. the central metal ion, allowed the two closed cavities to doubly encapsulate the fullerene molecules- both of which were different, but were both medium-sized molecules in a heterolytic manner. During this process, it was found that the volume of the second cavity decreased (by about 4%) upon encapsulation of the fullerene into the first cavity.

这些独特的结构被发现长约3 nm，分子量高达8820 Da。

为了确定和表征内部的架构和粘合，研究人员使用了核磁共振光谱（Bruker Avance-HD500）的组合，包括扩散有序的NMR光谱（剂量），电喷雾电离电离飞行时间质谱仪（ESI-TOF MS，Bruker Microotof II），紫外 - 可见（UV-VIS）光谱（JASCO V-670DS），傅立叶变换红外光谱（FTIR，JASCO FT / IR-420），X射线衍射（XRD，Rigaku XTalab Pro P200）和元素分析（LECO CHNS-932 VTF-900）。使用材料工作室（版本5.5.3，Accelrys Software Inc.）进行分子力场计算。欧洲杯足球竞彩

订阅我们的光谱学通讯

配体 - 金属相互作用的组合是使该过程如此独特和可实现的，并且预计该过程具有深远的潜力，可以深入制备由复杂的自然系统启发的先进人造纳米建筑。

资料来源及进一步阅读

• “多芳香族分子花生”- Yazaki K.等人，自然通信那2017，DOI：10.1038 / ncomms15914

免责声明：这里表达的观点是提交人的私人能力表达的意见，不一定代表Azom.com限量T / A Azonetwork的观点，这是本网站的所有者和运营商。此免责声明构成了部分条款和条件使用本网站。