빛 주도 분자 모터 표면에 단일 분자 이미징

참고: 유기 합성이이 프로젝트의 주요 핵심입니다. 그림 1 주요 단계와 대상 분자를 얻을 하는 방법을 보여 줍니다. 1입니다. 1b의 준비 참고: 용 매 분석 학년에서 구매 되었다. 케 톤 (3)의 합성참고: 처음에, 5-회원 링 케 톤 2 요오드 그룹은 기능성 그것이 더 반응 하기 때문에. 이 반응은 아르곤 분위기에서 수행 됩니다. 밀봉 된 튜브 (100 mL) 2 (640 m g, 2.3 mmol)을 포함, CuI (219 mg, 1.1 mmol), 및 NaI (3.44 g, 23 mmol), 추가 1, 4-dioxane (50 mL)와 N, N’-디 메 틸 ethylenediamine (202 m g, 2.3 mmol). 140 ° C에 반응 온도 설정 하 고 24 시간 동안 저 어. 실내 온도 (RT) 혼합물을 냉각 vacuo, 용 매를 제거 하 고 플래시 크로마토그래피에 의해 나머지 재료를 정화: SiO2 (40 g); eluent: pentane: EtOAc = 10:1 (총 550 mL =). 제품 노란색, 끈적끈적한 기름 (642 mg, 91%)으로 얻을 수 해야 합니다. 모터 5의 합성참고: 바튼 켈로그 반응을 사용 하 여 중앙 이중 결합을 형성. 이 반응은 아르곤 수행 됩니다. 50 mL 둥근 바닥 플라스 크에 Lawesson의 시 약 (415 mg, 1.1 mmol), 케 톤 3 (219 mg, 0.68 mmol)과 톨루엔 (10 mL)를 추가 합니다. 2 시간에 대 한 환류에 혼합물을가 열 하 고 그 후 용 매를 증발. 플래시 열 하 여 찌 꺼 기를 정화: SiO2 (24 g), eluent: pentane: 에틸 아세테이트 = 30: 1 (총 155 mL =) 블루 솔루션을 THF의 20 ml에서 redissolved 이후에 해당 thioketone를. 블루 솔루션에 디 아조 화합물 4 (476 mg, 1.37 mmol)의 THF 솔루션 (20 mL)을 추가 하 고 밤새 50 ° C에서 새로 혼합된 솔루션을 저 어.참고:이 전체 합성의 가장 중요 한 단계입니다. 디 아조 화합물 및 thioketone 솔루션 신선 하며 반응 하기 전에 하 여야 한다. 용 매를 증발 하 고 착 색 인쇄기에 의해 찌 꺼 기를 정화: SiO2 (24 g), eluent: pentane: 채널2Cl2 = 10:1 (총 220 mL =) 모터 5 (250 mg, 50%)를 로 빨간 고체. 모터 6의 합성참고: 중앙 이중 결합을 형성 하는 경우 아세틸렌 moiety에 의해 요오드 그룹을 교체 합니다. 20 mL Schlenk 튜브, 추가 3 (165 mg, 0.26 mmol), Pd (PPh3)2Cl2 (2.5 몰 %), CuI (5 몰 %). 다음, THF (10 mL) 추가 (나-홍보)2뉴 햄프셔 (2 mL) 전에 10 분 동안 아르곤으로 부풀어 야 하는. 10 분에 대 한 실시간에 혼합물을 저 어. 그런 다음 triisopropylsilyl 아세틸렌 (42 밀리 그램, 0.27 mmol)을 추가 합니다. 대 한 혼합물을 저 어 다음는 수성 포화 NH4Cl 솔루션 (25 mL)에 부 어. 채널2Cl2 (3 x 20 mL) 혼합물을 압축을 풉니다. 더 결합 된 유기 레이어 포화 소금물과 건조 세척 (나2이렇게4). 용 매를 제거 하 고 플래시 크로마토그래피에 의해 찌 꺼 기를 정화: SiO2 (12 g), eluent: pentane: 채널2Cl2 = 10:1 (220 mL)를 갈색 기름 (171 mg, 99%)으로 8 . 모터 8의 합성참고:이 반응 아르곤 수행 됩니다. 1, 4dioxane 6 (161 mg, 0.24 mmol), pinacol 에스테 르 7 (240 밀리 그램, 0.71 mmol), K3포4 (300 밀리 그램, 1.44 mmol)과 Pd (PPh3)4 (98 mg, 0.096 mmol)의 혼합물을 저 어 (20 mL) 50ml 16 Schlenk 튜브에에서 90 ° C에서 h입니다. Rt 혼합물을 냉각 하 고 에틸 아세테이트 (30 mL), 그것을 희석 유리 필터와 여과 수행. 용 매를 제거 합니다. 플래시 칼럼 크로마토그래피에 의해 찌 꺼 기를 정화: SiO2 (12 g), eluent: pentane: 채널2Cl2= 1:6 (총 122 mL =) 에스테 르 8 갈색 기름 (156 mg, 56%)으로 항복. 모터 9의 합성 솔루션에 추가 TBAF (0.1 mL) 8 (120mg, 0.13 mmol)의 THF (10 mL)에 0 ° c.에 Schlenk 튜브 20 ml 1 h, 0 ° C에서 혼합물을 저 어 다음는 수성 포화 NH4Cl 솔루션 (20 mL)에 부 어. 결합 된 유기 레이어 포화 소금물과 건조 세척 추출 CHCl3 (3 x 10 mL), 후 (나2이렇게4). 용 매를 제거 하 고 플래시 크로마토그래피에 의해 찌 꺼 기를 정화: SiO2 (12 g), eluent: pentane: 에틸 아세테이트 = 1:3 (124 mL) 어두운 레드 오일 (116 mg, 95%)으로 9 를. 모터 12의 합성참고:이 반응 아르곤 수행 됩니다. 20 mL Schlenk 튜브, 추가 모터 9 (75 mg, 0.10 m m o l), PBI 11 (68 mg, 0.10 mmol) Pd (PPh3)2Cl2 (2.5 mol %), CuI (5 mol %). 다음, THF (10 mL) 추가 (나-홍보)2뉴 햄프셔 (2 mL) 전에 10 분 동안 아르곤으로 부풀어 야 하는. 밤새 혼합물을 저 어 하 고는 수성 포화 NH4Cl 솔루션에 붓는 다. CHCl3 (3 x 20 mL) 추출, 후 씻어 건조 포화 소금물와 결합 된 유기 레이어 (나2이렇게4). 용 매를 제거 하 고 플래시 크로마토그래피에 의해 찌 꺼 기를 정화: SiO2 (12 g), eluent: CHCl3 (100 mL)를 자동차 12 어두운 빨강 단색으로 (66 mg, 57%). 모터 1b의 합성참고: 에스테 르 화합물을 얻을 때 최종 대상 분자를 만들기 위해 그것은. 50 mL 플라스 크에 에스테 르 12 (90 mg, 0.038 mmol) THF (5 mL), MeOH (5 mL), 및 NaOH(aq.) (1 M, 5 mL)에 녹이 고 16 h 75 ° C에 혼합물을가 열. Rt 혼합물을 냉각 하 고 물 5 mL를 추가 합니다. 로터리 증발에 의해 THF와 MeOH를 제거 합니다. 갈색 침전을 형성 하는 1의 pH에 도달할 때까지 HCl(aq.) (1 개 M)를 가진 혼합물을 적정 하십시오. 혼합물을 여과 하 고 씻어 냉 수 (10 mL)와 함께 브라운 솔리드 vacuo에서 건조. 이 갈색 고체 대상 분자 1b (55 mg, 85%) 이다. 2. 모터의 준비 기능성 단층 MS-1b 피 라 솔루션에 그들을 immersing 하 여 석 영 슬라이드 청소 (3:7 비율 30% H2O2 H2의 등4) 1 h. 린스 copiously 이중 증류수 3 x, 다음 린스 MeOH와 함께 90 ° C에서. 표면 개 질 하기 전에 스트림의 N2 슬라이드 건조. Silanize 피 청소 석 영 톨루엔과 MeOH copiously 12 헤 린스에 대 한 실시간에 갓 증류수 톨루엔에 3-aminopropyl (diethoxy) methylsilane의 1 m m 솔루션에 immersing 하 여 슬라이드. 톨루엔, 후 MeOH, 석 영을 먼저 sonicate 그리고 아르곤의 스트림 아래 그들을 건조. 아민-코팅 슬라이드 1b (10-4 M) RT에 12 h의 DMF 용액에 담가. 씻어 DMF, 물, 및 MeOH, 슬라이드 다음 아르곤의 스트림 아래 그들을 건조. 건조 후, 슬라이드 사용 하기 위해 준비 되어 있다.