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Professor Theodor Severin zum 70. Geburtstag gewidmet Selbstorganisationsprozesse, die auf Übergangsmetall-Ligand-Wechselwirkungen beruhen, gehören zu den elegantesten Methoden für die Herstellung von groûen, makrocyclischen Verbindungen. In den letzten Jahren wurden auf diese Art beeindruckend komplexe Strukturen aufgebaut. [1] Das Interesse galt dabei zweidimensionalen Polygonen wie Quadraten und Rechtecken, aber auch dreidimensionale Polyeder [2] und mögliche Anwendungen werden zunehmend untersucht. [1, 3] Im Vergleich zur Literatur zu rechteckigen Aggregaten gibt es vergleichsweise wenig Berichte über dreieckige Metallamakrocyclen. [4±6] Dies gilt besonders für Komplexe mit starren heterocyclischen Liganden, eine Verbindungsklasse, die sehr erfolgreich bei der Konstruktion von anderen mehrkernigen Aggregaten eingesetzt wurde. Eine mögliche Erklärung, die von Stang et al. vorgeschlagen wurde, [1 b] ist die Tatsache, daû der erforderliche 608-Winkel relativ selten in der Übergangsmetallchemie vorkommt. [7] Wir beschreiben hier die Synthese und die Struktur von zwei chiralen, dreieckigen Makrocyclen, bei denen Halbsandwichkomplexe von Iridium(iii) und Ruthenium(ii) die Eckplätze besetzen. Der heterocyclische verbrückende Ligand ist 3-Hydroxy-2-methyl-4(1H)-pyridon. Dieser Ligand [8] sowie N-substituierte Derivate [9] können ausgehend von kommerziell erhältlichem 3-Hydroxy-2-methyl-4-pyron (Maltol) leicht synthetisiert werden. Sie haben beachtliches Interesse gefunden, da sie sehr gute Chelatliganden für zahlreiche Metallionen darstellen, besonders für Eisen(iii). [10] Kürzlich haben wir über erste Beispiele von metallorganischen Komplexen mit N-Alkyl-und N-Arylpyridonen berichtet. [11] Im Laufe unserer Arbeiten erkannten wir, daû das unsubstituierte 3-Hydroxy-2-methyl-4(1H)-pyridon ideal für die Synthese von wohldefinierten, mehrkernigen Übergangsmetall-Aggregaten sein sollte. Ausgangspunkt unserer Untersuchungen war der chirale Pentamethylcyclopentadienyl(Cp*)-Iridium(iii)-Komplex 1. Diese Verbindung konnte als racemische Mischung ausgehend von [{Cp*IrCl 2 } 2 ] und 3-Hydroxy-2methyl-4(1H)-pyridon in der Gegenwart von einem ¾quivalent Base erhalten werden.In Übereinstimmung mit früheren Studien über Übergangsmetall-Pyridon-Komplexe wurde angenommen, daû die mesomere Form B (Abbildung 1) signifikant zu der elektronischen Struktur von 1 beiträgt. [11, 12] Wir gingen daher davon Abbildung 1. Mesomere Formen, die zur elektronischen Struktur von 1 und 3 beitragen. aus, daû das Proton am Stickstoffatom sauer sein sollte. Gleichzeitig sollte der Chloridligand labil sein. Die Kombination dieser beiden Charakteristika sollte eine baseninduzierte Oligomerisierung von 1 ermöglichen. Und in der Tat entsteht der gelbe Komplex 2 in quantitativer Ausbeute, wenn 1 mit einem ¾quivalent NaOMe (oder NEt 3 ) in Methanol gerührt wird (Schema 1). [13] Alternativ kann 2 durch direkte Umsetzung von [{Cp*IrCl 2 } 2 ], dem Pyridonliganden und NaOMe (Molverhältnis 1:2:4) erhalten werden. wurden zur Beladung 1 h bei 37 8C in PBS()-...
Professor Theodor Severin zum 70. Geburtstag gewidmet Selbstorganisationsprozesse, die auf Übergangsmetall-Ligand-Wechselwirkungen beruhen, gehören zu den elegantesten Methoden für die Herstellung von groûen, makrocyclischen Verbindungen. In den letzten Jahren wurden auf diese Art beeindruckend komplexe Strukturen aufgebaut. [1] Das Interesse galt dabei zweidimensionalen Polygonen wie Quadraten und Rechtecken, aber auch dreidimensionale Polyeder [2] und mögliche Anwendungen werden zunehmend untersucht. [1, 3] Im Vergleich zur Literatur zu rechteckigen Aggregaten gibt es vergleichsweise wenig Berichte über dreieckige Metallamakrocyclen. [4±6] Dies gilt besonders für Komplexe mit starren heterocyclischen Liganden, eine Verbindungsklasse, die sehr erfolgreich bei der Konstruktion von anderen mehrkernigen Aggregaten eingesetzt wurde. Eine mögliche Erklärung, die von Stang et al. vorgeschlagen wurde, [1 b] ist die Tatsache, daû der erforderliche 608-Winkel relativ selten in der Übergangsmetallchemie vorkommt. [7] Wir beschreiben hier die Synthese und die Struktur von zwei chiralen, dreieckigen Makrocyclen, bei denen Halbsandwichkomplexe von Iridium(iii) und Ruthenium(ii) die Eckplätze besetzen. Der heterocyclische verbrückende Ligand ist 3-Hydroxy-2-methyl-4(1H)-pyridon. Dieser Ligand [8] sowie N-substituierte Derivate [9] können ausgehend von kommerziell erhältlichem 3-Hydroxy-2-methyl-4-pyron (Maltol) leicht synthetisiert werden. Sie haben beachtliches Interesse gefunden, da sie sehr gute Chelatliganden für zahlreiche Metallionen darstellen, besonders für Eisen(iii). [10] Kürzlich haben wir über erste Beispiele von metallorganischen Komplexen mit N-Alkyl-und N-Arylpyridonen berichtet. [11] Im Laufe unserer Arbeiten erkannten wir, daû das unsubstituierte 3-Hydroxy-2-methyl-4(1H)-pyridon ideal für die Synthese von wohldefinierten, mehrkernigen Übergangsmetall-Aggregaten sein sollte. Ausgangspunkt unserer Untersuchungen war der chirale Pentamethylcyclopentadienyl(Cp*)-Iridium(iii)-Komplex 1. Diese Verbindung konnte als racemische Mischung ausgehend von [{Cp*IrCl 2 } 2 ] und 3-Hydroxy-2methyl-4(1H)-pyridon in der Gegenwart von einem ¾quivalent Base erhalten werden.In Übereinstimmung mit früheren Studien über Übergangsmetall-Pyridon-Komplexe wurde angenommen, daû die mesomere Form B (Abbildung 1) signifikant zu der elektronischen Struktur von 1 beiträgt. [11, 12] Wir gingen daher davon Abbildung 1. Mesomere Formen, die zur elektronischen Struktur von 1 und 3 beitragen. aus, daû das Proton am Stickstoffatom sauer sein sollte. Gleichzeitig sollte der Chloridligand labil sein. Die Kombination dieser beiden Charakteristika sollte eine baseninduzierte Oligomerisierung von 1 ermöglichen. Und in der Tat entsteht der gelbe Komplex 2 in quantitativer Ausbeute, wenn 1 mit einem ¾quivalent NaOMe (oder NEt 3 ) in Methanol gerührt wird (Schema 1). [13] Alternativ kann 2 durch direkte Umsetzung von [{Cp*IrCl 2 } 2 ], dem Pyridonliganden und NaOMe (Molverhältnis 1:2:4) erhalten werden. wurden zur Beladung 1 h bei 37 8C in PBS()-...
Organisch‐präparativ arbeitenden Chemikern steht zur Herstellung von kleinen Molekülen, Nanostrukturen und Polymeren eine breite Palette zuverlässiger Reaktionen zur Verfügung. Koordinationschemiker hingegen sind damit konfrontiert, dass ihnen in der Übergangsmetallchemie im Vergleich zur Chemie des Kohlenstoffs selbst zur Synthese kleiner Molekülstrukturen nur relativ wenige mit hohen Ausbeuten verlaufende Reaktionen offenstehen, wenn man deren Zahl auf die Gesamtzahl der Übergangsmetalle umlegt. Dies liegt hauptsächlich an den im Vergleich zu den starken, kovalenten Bindungen in organischen Molekülen schwachen Metall‐Ligand‐Wechselwirkungen in Koordinationskomplexen. Eine schwache Bindung führt oft zu vielen Reaktionswegen, die sich energetisch nicht wesentlich unterscheiden, und folglich auch zu geringer Selektivität. Als Folge davon kamen viele Koordinationschemiker in den letzten Jahren zu der Erkenntnis, dass es leichter und ergiebiger sein könnte, einfache und zuverlässige Reaktionswege für supramolekulare Strukturen (im Nanomaßstab) so zu entwickeln, dass die wenigen Reaktionen aus der Koordinationschemie eingesetzt werden, die eine hohe Ausbeute liefern. Außerdem soll Kapital geschlagen werden aus den die Reaktionsrichtung dirigierenden Bindungen in den Metallzentren und aus den Strategien, die darauf abzielen, den Vorteil schwacher Metallbindungen in Koordinationskomplexen zu nutzen, um damit solche Architekturen aufzubauen. Die drei sich ergebenden Synthesestrategien, nämlich der „Symmetry‐Interaction“‐Ansatz, der „Directional‐Bonding“‐Ansatz und der „Weak‐Bonding“‐Ansatz nutzen alle Metallzentren als Strukturbausteine, um in gezielter Weise mit molekularen Komponenten supramolekulare Metallocyclophane aufzubauen. Diese drei Konzepte und ihre zugrunde liegenden Prinzipien werden in diesem Aufsatz behandelt, und es werden die sich daraus ergebenden Möglichkeiten verglichen und gegenübergestellt.
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