Mechanische Verzahnung von einwandigen Kohlenstoffnanoröhren durch dynamisch‐kovalente Bildung von konkaven Disulfidmakrozyklen

Abstract

Die Bildung von diskreten Makrozyklen, die sich um einwandige Kohlenstoffnanorçhren (SWCNTs) bilden, hat sich kürzlichals eine vielversprechende Strategie zur Funktionalisierung dieser Kohlenstoffnanomaterialien und der Modifizierung ihrer Eigenschaften herausgestellt. Hier zeigen wir, dass der reversible Disulfidaustausch,der unter milden Bedingungen abläuft, ideal geeignet ist, um relativ große Mengen mechanisch verzahnter Disulfidmakrozyklen auf den eindimensionalen Nanorçhren zu platzieren. Vermutlicha ls Folge der Fehlerkorrektur und der Anwesenheit von relativ starren, gebogenen p-Systemen in unseren Schlüsselbausteinen, konnten wir Beweise fürdie grçßenselektive Funktionalisierung von SWCNTs mit unterschiedlichem Durchmesser beobachten. Eine Kombination aus UV/vis/NIR, Raman, Photolumineszenz-Anregung (PLE) und transienten Absorptionsspektroskopien zeigte,d ass die kleinen (6,4)-SWCNTs überwiegend von den kleinen Makrozyklen 1 2 umschlossen wurden, wohingegen die grçßeren (6,5)-SWCNTs ideal fürd ie grçßeren Makrozyklen 2 2 schienen. Die Beobachtung der Grçßenselektivität, die computerchemisch rationalisiert wurde, kçnnte sich fürd ie Reinigung von Nanorçhrengemischen als nützlich erweisen, da wir in der Lage waren, die Disulfidmakrozyklen quantitativ unter milden Reduktionsbedingungen zu entfernen.

Single‐Walled Carbon Nanotubes Encapsulated within Metallacycles

“…We also provided evidence that the formation of MINTs shows promise in various applications, such as for reinforcing polymers, [9] and for designing metal‐free catalysts [10] or qubits [11] . In the last years, several groups described different strategies towards the synthesis of MINTs, such as the reversible formation of macrocycles through disulfide bonds, [12] hydrogen bond self‐assembled macrocycles, [13] or the direct threading through rigid macrocycles [14] …”

Sulfur in Dynamic Covalent Chemistry

“…Similar conditions were used to obtain macrocyclic ( 20 ), [59] macrobicyclic ( 21 ), and tetrahedral ( 22 ) [60] cyclophanes (Figure 5), as well as to functionalize single‐walled carbon nanotubes with mechanically interlocked disulfide macrocycles equipped with π‐extended tetrathiafulvalene motifs 23 [61] …”

Anthracene and β‐Cyclodextrin Based Supramolecular Semi‐Conducting Thin Film: Effect of the Encapsulation on the Optical and Electrical Properties

“…Besides applying them in their pure and neutral state, organic semiconductors are doped, [16] used as hybrid and nanocomposite materials [17] and encapsulated with different macrocycles [18] such as calix[4]arene and β‐cyclodextin (β‐CD) [19] . In fact, due to its evinced complexing properties, β‐CD is the most used host in encapsulation of organic semiconducting compounds.…”