Dos nanorings de fenileno unidos por un benceno central retorcido, mostrando una estructura similar al número 8. Crédito:ZHANG Xinyu et al.
El equipo de investigación dirigido por el profesor Du Pingwu de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) de la Academia de Ciencias de China (CAS) sintetizó con éxito por primera vez un bismacrociclo de fenileno (bis- significa dos) con estructura de gemelo siamés y usó fullereno como moléculas huésped para ensamblar un complejo supramolecular en forma de maní. Este estudio fue publicado en Angewandte Chemie .
Como nuevo tipo de material de carbono, Los nanotubos de carbono (CNT) han atraído una gran atención debido a sus excepcionales propiedades mecánicas y fotofísicas. Sin embargo, la síntesis de CNT o fragmentos de CNT con estructura selectiva simple sigue siendo un desafío.
Este estudio informó un bismacrociclo gemelo siamés de fenileno conjugado altamente tensado, SCPP [10]. Dos nanorings de fenileno, [10] CPP, unido por un benceno central retorcido, mostrando una estructura 3D única similar al número 8.
La estructura deseada se realiza mediante la selección precisa de las unidades de construcción adecuadas. Las imágenes de microscopía de túnel de barrido (STM) caracterizaron aún más esta molécula conjugada con una estructura en forma de gemelo siamés a escala atómica.
Los investigadores aplicaron absorción UV-vis, fluorescencia, y cálculos teóricos para caracterizar las propiedades físicas de SCPP [10]. Los resultados muestran que existió un corrimiento al rojo significativo del espectro UV-vis y la fluorescencia en comparación con el componente del anillo [10] CPP, lo que indica una mejora distintiva no plana extendida conjugada π. En consecuencia, los colores de emisión de SCPP [10] y [10] CPP eran amarillo y azul bajo una lámpara UV de mano.
Estructura (a) y modelos de cálculo teórico (b) de SCPP [10]. La imagen STM (c) muestra la estructura en forma de gemelo siamés de SCPP [10]. Los espectros de absorción y fluorescencia UV-vis de [10] CPP (el componente nanorreductor de SCPP [10]) y SCPP [10] se muestran en (d) y dos moléculas bajo irradiación UV a 365 nm. Se muestra en (e). Crédito:ZHANG Xinyu et al.
Además, la energía de deformación y el mayor ángulo de torsión del interfenileno de este bismacrociclo fueron de hasta 110,59 kcal / mol y 46,07 ° respectivamente. Su benceno central tenía un ángulo de torsión de 10,05 °. Todas estas nuevas caracterizaciones físicas anteriores se atribuyeron a la estructura especial de SCPP [10].
Es más, SCPP [10] se convirtió en un huésped supramolecular adecuado debido a su espacio bismacrocíclico curvado y su diámetro adecuado. Un complejo huésped-huésped 1:2 con forma de maní podría formarse después de SCPP [10], la cáscara de maní, capturando dos moléculas de PCBM (derivados de fullereno) como semillas. Las constantes de unión K también se calcularon de acuerdo con la titulación UV-vis, y la proporción 1:2 fue probada por un diagrama de Job.
Se podría formar un complejo huésped-huésped 1:2 con forma de cacahuete después de SCPP [10], la cáscara de maní, capturando dos moléculas de PCBM (derivados de fullereno) como semillas. Crédito:ZHANG Xinyu et al.
Con propiedades fotofísicas y estructura topológica únicas, SCPP [10] se ha convertido en una molécula rica en carbono prometedora en el campo de los materiales fotoeléctricos y supramoleculares.
