Construção e sistemática simétricas Estudos de uma série de Supramoleculares Clusters com binários ou ternários Triphenylacetates Amônio

Summary

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

Funções de clusters em nano ou escala de sub-nano dependem significativamente não só os tipos de seus componentes, mas também arranjos, ou simetria, dos seus componentes. Portanto, os arranjos nos clusters têm sido precisamente caracterizada, especialmente para complexos metálicos. Contrariamente a isto, as caracterizações de arranjos moleculares em agrupamentos supramoleculares compostas de moléculas orgânicas são limitados a poucos casos. Isto é porque a construção dos conjuntos supramoleculares, especialmente a obtenção de uma série de agrupamentos supramoleculares, é difícil, devido à baixa estabilidade de ligações não covalentes para comparar ligações covalentes. A partir deste ponto de vista, a utilização de sais orgânicos é uma das estratégias mais úteis. Uma série dos supramolecules poderia ser construída por meio de combinações de uma molécula orgânica específica com vários contra-iões. Especialmente, carboxilatos de amónio primários são adequados como exemplos típicos de supramolecules porque os vários tipos de ácidos carboxílicose aminas primárias encontram-se comercialmente disponíveis, e que é fácil de alterar as suas combinações. Anteriormente, foi demonstrado que triphenylacetates amónio primários usando vários tipos de aminas primárias especificamente construir agregados supramoleculares, que são compostos de quatro amónio e quatro triphenylacetates reunidos por ligações de hidrogénio assistida-carga, na forma de cristais obtidos a partir de solventes não-polares. Este estudo demonstra uma aplicação específica da construção dos agrupamentos supramoleculares como uma estratégia para realizar estudo sistemático simétrica para o esclarecimento das correlações entre arranjos moleculares em supramolecules e os tipos e números dos seus componentes. Da mesma forma com sais binários compostos de triphenylacetates e uma espécie de amónio, sais orgânicos primários ternários compostos de triphenylacetates e dois tipos de amónios construir os agrupamentos supramoleculares, proporcionando uma série de agrupamentos supramoleculares com diferentes tipos e números dos componentes.

Introduction

Supramolecules são alvos fascinantes e importantes de pesquisa por causa de suas funções originais, como a construção de arquiteturas supramoleculares, sentindo de íons e / ou moléculas e separações quirais, em decorrência de suas habilidades de reconhecimento molecular utilizando ligações flexíveis não covalentes ^1-11. Em reconhecimento molecular, a simetria das montagens supramoleculares é um dos factores mais importantes. Apesar da importância, ainda é difícil projetar supramolecules com simetrias desejados devido à flexibilidade no número e tipos de componentes, bem como ângulos e distâncias de ligações não covalentes.

Esclarecimento de correlações entre simetrias de supramolecules e seus componentes baseados em estudos sistemáticos é estratégia útil para alcançar construção de supramolecules desejados. Para este fim, os agregados supramoleculares foram seleccionados como alvos de pesquisa, porque eles são compostos de número limitado de componentes and são avaliáveis ​​teoricamente ^12-14. No entanto, contrariamente aos complexos de metal, há um número limitado de relatórios de construção de conjuntos supramoleculares devido à baixa estabilidade de ligações não covalentes para sustentar as estruturas supramoleculares ^15,16. Esta baixa estabilidade também torna-se um problema na obtenção de uma série de agrupamentos supramoleculares que têm os mesmos tipos de estruturas. Neste estudo, ligações de hidrogénio assistida-carga de sais orgânicos, os quais são uma das mais fortes ligações não covalentes ^17-20, são empregados, principalmente, para a construção de conjuntos supramoleculares específicos preferencialmente ^21-32. É também digno de nota que os sais orgânicos são compostos de ácidos e bases e, assim inúmeros tipos de sais orgânicos são facilmente obtido simplesmente por mistura de diferentes combinações de ácidos e bases. Especialmente, sais orgânicos são úteis para estudos sistemáticos porque combinações de um componente específico com vários tipos de contra-iões resultar nos mesmos tipos de supramomontagens lecular. Portanto, é possível comparar as diferenças estruturais dos conjuntos supramoleculares com base em tipos de contra-iões.

Em trabalhos anteriores, supramolecules com 0-dimensional (0-D), 1-dimensional (1-D), e 2-dimensional (2-D) redes de hidrogénio por entrelaçamento por carboxilatos de amónio primários foram confirmados e caracterizada a partir de um ponto de vista de quiralidade ^32. Estes supramolecules multi-dimensionais são alvos de investigação importantes no projeto de cristal hierárquica ^27, bem como aplicações que exploram a sua dimensionalidade. Além disso, a caracterização das redes de ligação de hidrogénio-daria conhecimento importante sobre as funções de moléculas biológicas porque todos os aminoácidos têm de amónio e grupos carboxílicos. Fornecendo orientações para a obtenção desses supramolecules separadamente dá-lhes mais oportunidades em aplicações. Nestes supramolecules, construção de conjuntos supramoleculares com 0-D redes de ligação de hidrogênio é relatively difícil como demonstrado no estudo estatístico ^28. No entanto, após clarificação de factores para construir os agrupamentos supramoleculares, que foram construídos selectivamente, e de uma série de agrupamentos supramoleculares foi obtido ^21-25,32. Estas obras possibilitam a realização de estudo simétrica sistemática sobre os clusters supramoleculares para esclarecer características simétricas dependentes de componentes dos clusters supramoleculares. Para este fim, os agregados supramoleculares de triphenylacetates amónio primários têm características interessantes, isto é, a sua variedade topológica em redes de ligação de ^{hidrogénio-24,32,} o que iria reflectir as suas características simétricas, bem como conformações quirais dos grupos tritilo componente (Figura 1A e 1b). Aqui metodologias para a construção de uma série de agrupamentos supramoleculares usando triphenylacetates amónio primário e para caracterizar características simétricas dos agrupamentos supramoleculares são demôniostrados. As chaves para a construção dos conjuntos supramoleculares são introdução de grupos tritilo volumosos e recristalização dos sais orgânicos de solventes não-polares. triphenylacetates amónio primário binárias e ternárias foram preparados para a construção dos conjuntos supramoleculares. Estudos de cristalografia de pontos de vista de topologias de redes de ligação de hidrogênio ^24,32, topografias (conformações) de grupos tritilo ^33,34, e arranjos moleculares como análogos de poliedros octacoordinated ¹² (Figura 1C) revelou características simétricas dependentes de componentes dos clusters supramoleculares ^25.

Protocol

1. Preparação de cristais únicos Composto por Primary amónio Triphenylacetates Preparar os sais orgânicos de amónio, triphenylacetates primárias (Figura 1A). Dissolve-se ácido trifenilacético (TPAA, 0,10 g, 0,35 mmol) e amina primária: n-butilamina (N Bu, 2,5 x 10 -2 g, 0,35 mmole), isobutilamina (isoBu, 2,5 x 10 -2 g, 0,35 mmol), t -butilamina (t Bu, 2,5 x 10 -2 g, 0,35 mmol), ou t -amylamine <em…

Representative Results

formação de um sal orgânico de TPAA e aminas primárias foram confirmadas por meio de medições de FT-IR. As estruturas cristalinas dos sais orgânicos foram analisados ​​por cristal único medições de difracção de raios-X. Como resultado, os mesmos tipos de agrupamentos supramoleculares, que são compostos de quatro amónio e quatro triphenylacetates por ligações de hidrogénio assistida-carga (Figura 1A), foi confirmada em todos os únicos cristais dos sa…

Discussion

Uma série de agrupamentos supramoleculares com redes de ligação de hidrogênio fechados foi construída com sucesso e caracterizada a partir de pontos de vista de quiralidade e características poliédricas utilizando sais orgânicos de TPAA, que tem um grupo tritilo, e vários tipos e combinações de aminas primárias. Neste método, os passos críticos são a introdução de uma molécula com um grupo tritilo volumosos e recristalização a partir de sais orgânicos compostos dos iões molécula e contador de solv…

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