Funktionale molekulare Reaktionskolben: neuartige Eigenschaften und Reaktionen in diskreten, selbstorganisierten Wirtmolekülen

Abstract

Auf kleinstem Raum: Selbstorganisierte Wirtmoleküle können als „molekulare Reaktionskolben“ die Reaktivitäten und Eigenschaften von Gastmolekülen verändern, die den räumlichen Einschränkungen ihrer wohldefinierten Hohlräume ausgesetzt sind. Vielfältige funktionale Wirte mit unterschiedlichen Größen, Formen und Anwendungsmöglichkeiten wurden mithilfe der einfachen, modularen Konzepte der supramolekularen Chemie hergestellt. Der Einsatz von selbstorganisierten Wirtmolekülen als “molekularen Reaktionskolben” hat das Interesse an der Reaktivität und den Eigenschaften von Molekülen in definierten Hohlräumen unter räumlicher Einschränkung enorm gesteigert. Die modulare Synthese selbstorganisierter Wirte ist einfach, und es wurden Systeme mit verschiedenen Größen, Formen und Eigenschaften hergestellt. In diesem Aufsatz gehen wir zunächst kurz auf die unterschiedlichen molekularen Reaktionskolben ein und konzentrieren uns anschließend auf ihren Einsatz als funktionale molekulare Behälter, besonders für den Einschluss von Gastmolekülen zur Verwirklichung ungewöhnlicher Reaktionen und zur Beobachtung einzigartiger chemischer Phänomene. Diese selbstorganisierten Hohlräume können als neuartige Phase angesehen werden, in der Reaktionen ablaufen, die in fester, flüssiger oder gasförmiger Phase nicht möglich sind.

Aromatische Ringe in chemischer und biologischer Erkennung: Energien und Strukturen

“…Wegen der Häufigkeit dieser interessanten Systeme verweisen wir den Leser auf einschlägige Aufsätze. [49] Ausführliche Untersuchungen der Bindung von aromatischen Gästen in Cyclophanen, [50] selbstorganisierten Cyclophanen [51] und eleganten dreidimensionalen Käfigen, aufgebaut mithilfe der Selbstorganisation durch Übergangs-metallkoordination, [52] wurden ebenfalls durchgeführt. Gebogene p-Systeme, wie Fullerene und schalenförmige Moleküle, gehen günstige konkav-konvexe p-p-Stapelkomplexierungen mit Kohlenstoffnanoringen, [53] aber auch mit einer Vielzahl anderer Wirte wie Cyclotriveratrylen mit Tetrathiafulvalen-Armen [54] und Calix [6]arenen mit eingebauten Triptycen-Resten [55] ein.…”

Controlled Assembly of Chiral Tetraaminophosphonium Aryloxide–Arylhydroxide(s) in Solution

“…The inner spaces of these assemblies serve as an isolated reaction vessel that can confine the substrates, thus delivering otherwise unattainable reactivity and selectivity. [2] In parallel, new possibilities of supramolecular catalysis have been demonstrated by the marriage of multicomponent assemblies with homogeneous transition-metal catalysis and organic molecular catalysis since the seminal studies of Breit, von Leeuwen, and Reek in 2003.…”

“…This situation prompted us to conduct a series of spectroscopic analyses of a solution of 1 and 2 in an organic solvent, which revealed not only the effectiveness of the low-temperature 31 P NMR spectroscopy measurement for tracing the solution structure, but also unexpected, yet intriguing, phenomenon regarding the mode of molecular association. Herein, we disclose the stepwise and exclusive generation of three types of molecular assemblies, 1· [2] n (n = 1-3), in solution by simply adjusting the stoichiometry of 2. Each structure was unequivocally verified in the solid state by X-ray crystallographic analysis.…”

Ein enantiomerenreines metallosupramolekulares Pd4L8‐Aggregat mit neuartigem Strukturmotiv: Bildung durch einen Anionen‐Templateffekt

“…[1] Dabei kann das Resultat solch eines Prozesses hinsichtlich der Zusammensetzung und Grçße des gebildeten Aggregats dadurch vorhergesagt werden, dass im Allgemeinen das kleinstmçgliche Aggregat gebildet wird, bei dem alle Koordinationsstellen an den Metallzentren und den Liganden besetzt sind und dabei nicht zu viel sterische Spannung erfährt. Diesem Prinzip folgend ergeben C-fçrmige verbrückende Liganden mit einem geeigneten Krümmungswinkel und 3-Pyridylgruppen als Metallbindungsmotiv üblicherweise M 2 L 4 -Aggregate.…”