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Abstract
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開示
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化学

Edilizia e sistematica simmetriche Studi di una serie di supramolecolari cluster con binario o ternario ammonio Triphenylacetates

Published: February 15, 2016
doi:
10.3791/53418
, , , , , ,
1Department of Material and Life Science, Graduate School of Engineering,Osaka University

概要

This article describes construction of a series of hydrogen-bonding supramolecular clusters in crystals using primary ammonium triphenylacetates, which are recrystallized from non-polar solvents. This selective construction of the supramolecular clusters leads to effective systematical symmetric studies about a correlation between the supramolecular clusters and their components.

Abstract

Funzioni del cluster in nano o scala sub-nano in modo significativo dipendono non solo i tipi di loro componenti, ma anche le modalità, o la simmetria, dei loro componenti. Pertanto, gli accordi in cluster sono stati proprio caratterizzati, soprattutto per i complessi metallici. Contrariamente a questo, caratterizzazioni di accordi molecolari in cluster supramolecolari costituiti da molecole organiche sono limitati a pochi casi. Questo perché la costruzione dei cluster supramolecolari, in particolare ottenendo una serie di cluster supramolecolari, è difficile a causa della bassa stabilità di legami non covalenti confrontare covalenti obbligazioni. Da questo punto di vista, l'utilizzo di sali organici è una delle strategie più utili. Una serie di supramolecole potrebbe essere costruito da una combinazione di una specifica molecola organica con vari ioni contatore. Soprattutto, carbossilati di ammonio primari sono adatti come esempi tipici di supramolecole perchè vari tipi di acidi carbossilicie ammine primarie sono commercialmente disponibili, ed è facile cambiare le loro combinazioni. In precedenza, è stato dimostrato che triphenylacetates ammonio primari utilizzando vari tipi di ammine primarie specificamente costruire cluster sopramolecolari, che sono composti da quattro ammoni e quattro triphenylacetates assemblati da legami idrogeno carica-assistita, in cristalli ottenuti da solventi non polari. Questo studio dimostra un'applicazione della costruzione specifica dei cluster supramolecolari come strategia per condurre sistematica studio simmetrica di chiarificazione di correlazioni tra regime molecolari in supramolecole e tipi e numero dei loro componenti. Allo stesso modo con sali binari composti triphenylacetates e un tipo di ammoni primari, sali organici ternarie composte triphenylacetates e due tipi di ammonio costruire cluster supramolecolari, offrendo una serie di cluster supramolecolari con vari tipi e numeri dei componenti.

Introduction

Supramolecole sono affascinanti e importanti obiettivi di ricerca a causa delle loro funzioni esclusive, come la costruzione di architetture supramolecolari, rilevamento di ioni e / o molecole, e le separazioni chirali, originati dalle loro capacità di riconoscimento molecolare mediante legami non covalenti flessibili 1-11. In riconoscimenti molecolari, simmetria supramolecolari è uno dei fattori più importanti. Nonostante l'importanza, è ancora difficile progettare supramolecole con simmetrie desiderati dovuti alla flessibilità in numero e tipo dei componenti così come angoli e distanze di legami non covalenti.

Chiarimento delle correlazioni tra simmetrie di supramolecole e dei loro componenti sulla base di studi sistematici è la strategia utile per ottenere la costruzione di supramolecole desiderati. A questo scopo, i cluster supramolecolari sono stati scelti come obiettivi di ricerca perché sono composti del numero limitato di componenti und sono valutabili teoricamente 12-14. Tuttavia, contrariamente a complessi metallici, ci sono un numero limitato di segnalazioni costruire cluster supramolecolari a causa della bassa stabilità di legami non covalenti per sostenere le strutture supramolecolari 15,16. Questa bassa stabilità diventa anche un problema di ottenere una serie di supramolecolari aventi lo stesso tipo di strutture. In questo studio, legami idrogeno carica-assistita di sali organici, che sono uno dei legami non covalenti più robuste 17-20, sono principalmente impiegati per la costruzione di specifiche assemblee supramolecolari preferenzialmente 21-32. È inoltre degno di nota che i sali organici sono composti da acidi e basi, e quindi numerosi tipi di sali organici sono facilmente ottenibili semplicemente miscelando diverse combinazioni di acidi e basi. Soprattutto, sali organici sono utili per studi sistematici causa combinazioni di un componente specifico con vari tipi di contro-ioni producono gli stessi tipi di supramoassemblee lecular. Pertanto, è possibile confrontare le differenze strutturali supramolecolari basati su tipi di contro-ioni.

In lavori precedenti, supramolecole con 0-dimensionale (0-D), 1-dimensionale (1-D), e 2-dimensionali (2-D) le reti di idrogeno-legame di carbossilati di ammonio primari sono stati confermati e caratterizzato dal punto di vista della chiralità 32. Questi supramolecole multi-dimensionali sono importanti obiettivi di ricerca nella progettazione di cristallo gerarchica 27 così come le applicazioni che sfruttano la loro dimensionalità. Inoltre, la caratterizzazione delle reti di idrogeno-legame darebbe importanti conoscenze sui ruoli di molecole biologiche perché tutti gli amminoacidi hanno ammonio e gruppi carbossilici. Fornire linee guida per ottenere questi supramolecole dà separatamente loro ulteriori opportunità nelle applicazioni. In questi supramolecole, la costruzione di cluster supramolecolari con le reti di idrogeno-legame 0-D è relativeldifficile y come dimostrato in studio statistico 28. Tuttavia, dopo chiarimento di fattori per costruire i cluster sopramolecolari, sono stati costruiti in modo selettivo, e una serie di cluster supramolecolari stato ottenuto 21-25,32. Queste opere permettono di condurre sistematico studio simmetrica sui cluster sopramolecolari chiarire caratteristiche simmetriche componente-dipendente dei cluster supramolecolari. A questo scopo, i grappoli supramolecolari di triphenylacetates ammonio primari hanno caratteristiche interessanti, cioè la loro topologica varietà di reti di idrogeno-legame 24,32, che riflettono le caratteristiche simmetriche e conformazioni chirali dei gruppi componente tritile (Figura 1a e 1b). Qui metodologie per la costruzione di una serie di cluster supramolecolari utilizzando triphenylacetates ammonio primari e per caratterizzare le caratteristiche simmetriche dei cluster supramolecolari sono demonitrati. Tasti per la costruzione dei cluster supramolecolari sono introduzione di gruppi tritile ingombranti e ricristallizzazione dei sali organici da solventi non polari. triphenylacetates ammonio primario binari e ternari sono stati preparati per la costruzione dei cluster supramolecolari. Studi cristallografici dal punto di vista delle topologie delle reti di idrogeno-legame 24,32, topografie (conformazioni) di gruppi trityl 33,34 e le modalità molecolare come analoghi di poliedri octacoordinated 12 (Figura 1c) hanno rivelato caratteristiche simmetriche dei componenti-dipendente dei cluster supramolecolari 25.

Protocol

1. Preparazione di cristalli singoli Composto da primari ammonio Triphenylacetates Preparare sali organici, triphenylacetates ammonio primari (Figura 1A). Sciogliere l'acido triphenylacetic (TPAA, 0,10 g, 0,35 mmol) e ammina primaria: n -butylamine (n Bu, 2,5 x 10 -2 g, 0,35 mmol), isobutylamine (isoBu, 2,5 x 10 -2 g, 0,35 mmol), t -butylamine (t Bu, 2,5 x 10 -2 g, 0,35 mmoli), o t -amylamine (t</em…

Representative Results

formazione sale organico di TPAA e primarie ammine sono stati confermati da misurazioni FT-IR. strutture cristalline di sali organici sono stati analizzati da misure cristallo singolo di raggi X diffrazione. Come risultato, gli stessi tipi di cluster sopramolecolari, che sono composti da quattro ammoni e quattro triphenylacetates di legami idrogeno carica-assistita (Figura 1a), sono stati confermati in tutti i singoli cristalli di sali organici indipendentemente tipi e n…

Discussion

Una serie di cluster supramolecolari con reti idrogeno-legame chiusi stato costruito con successo e caratterizzato da punti di vista di chiralità e caratteristiche poliedrici utilizzando sali organici di TPAA, che ha un gruppo tritile, e vari tipi e combinazioni di ammine primarie. In questo metodo, i punti critici sono introduzione di una molecola con un gruppo tritile ingombrante e ricristallizzazione dei sali organici, composti da ioni molecola e contatore di solventi non polari. Questo perché il cluster supramolec…

開示

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

This work was financially supported by Grant-in-Aid for Scientific Research B (24350072, 25288036) and Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (24108723) from MEXT and JSPS, Japan. T.S. acknowledges Grant-in-Aid for JSPS Fellows (25763), the GCOE Program of Osaka University and Grants for Excellent Graduate Schools, MEXT, Japan.

Materials

Triphenylacetic acid Aldrich T81205-10G
n-Butylamine TCI B0707
Isobutylamine TCI I0095
tert-Butylamine TCI B0709
tert-Amylamine TCI A1002
Methanol Wako 131-01826 hazardous substance
Toluene Wako 204-01866 hazardous substance
Hexane Wako 085-00416
KBr Wako 165-17111
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参考文献

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Sasaki, T., Ida, Y., Yuge, T., Yamamoto, A., Hisaki, I., Tohnai, N., Miyata, M. Construction and Systematical Symmetric Studies of a Series of Supramolecular Clusters with Binary or Ternary Ammonium Triphenylacetates. J. Vis. Exp. (108), e53418, doi:10.3791/53418 (2016).
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