この記事では、非極性溶媒から再結晶した第一級アンモニウムトリフェニルアセテートを使用して、結晶中の一連の水素結合超分子クラスターの構築について説明しています。この超分子クラスターの選択的な構築は、超分子クラスターとその構成要素との間の相関関係に関する効果的な系統的対称研究につながります。
方法論記事
この記事では、非極性溶媒から再結晶した第一級アンモニウムトリフェニルアセテートを使用して、結晶中の一連の水素結合超分子クラスターの構築について説明しています。この超分子クラスターの選択的な構築は、超分子クラスターとその構成要素との間の相関関係に関する効果的な系統的対称研究につながります。
ナノまたはサブナノスケールでのクラスターの機能が大幅にそれらの成分だけでなく、それらの成分の種類だけでなく、アレンジ、または対称性に依存します。そのため、クラスタ内の配置は、特に金属錯体のために、正確に特徴づけられています。これに反して、有機分子からなる超分子クラスターにおける分子配列の特徴付けは、いくつかの例に限定されています。特に超分子クラスターの一連を取得する超分子クラスターの構造は、社債を共有結合するために比較する非共有結合の安定性が低いために困難であるためです。この観点から、有機塩の使用は、最も有用な戦略の一つです。超分子のシリーズは、様々な対イオンを用いて、特定の有機分子の組み合わせにより構成することができます。特に、一級アンモニウムカルボキシレートは、カルボン酸の各種理由超分子の代表的な例として適していますそして第一級アミンは市販されており、それらの組み合わせを変更することは容易です。以前には、第一級アミンの様々な種類を使用して、一級アンモニウムtriphenylacetatesは、特に非極性溶媒から得られた結晶では、4つのアンモニウムおよび電荷支援水素結合によって集められた4つのtriphenylacetatesで構成されている超分子クラスターを構築することが実証されました。この研究は、分子超分子中の配置および種類とそのコンポーネントの数の間の相関関係の明確化のための体系的対称調査を実施するための戦略として、超分子クラスターの具体的な構成を適用することを示しています。 triphenylacetatesとプライマリアンモニウムの一種から成るバイナリ塩と同様に、triphenylacetates及びアンモニウムの二種類からなる三成分の有機塩は、成分の様々な種類や数を有する超分子クラスターのシリーズを得、超分子クラスターを構築します。
超分子が原因で、このような超分子アーキテクチャの構築、イオンおよび/ または分子の検出、およびキラル分離などの独自の機能、の魅惑的で重要な研究対象である、柔軟な非共有結合1-11を使用して、それらの分子認識能力に由来します。分子認識においては、超分子集合体の対称性は、最も重要な要因の一つです。重要性にもかかわらず、部品の数と種類における柔軟性、並びに角度および非共有結合の距離のために、所望の対称性を有する超分子を設計することは困難です。
系統的研究に基づく超分子とそのコンポーネントの対称性との間の相関関係の明確化は、所望の超分子の構築を達成するための有用な戦略です。それらは、構成要素の限られた数で構成されているので、この目的のために、超分子クラスターは、研究対象として選択しました。dは理論的には12月14日評価可能です。しかし、金属錯体とは逆に、超分子構造15,16を維持するための非共有結合の低い安定性のために、超分子クラスターを構築するレポートの数は限られています。この低い安定性は、構造体の同じ種類を持っている超分子集合体のシリーズを得る上で問題となります。この研究では、最も堅固な非共有結合17〜20のいずれかである有機塩の電荷アシスト水素結合は、主に特定の超分子アセンブリ優先21-32を構築するために使用されます。有機塩は、酸および塩基、ならびに有機塩の、したがって多数の種類で構成されているだけで簡単に酸と塩基の異なる組み合わせを混合することによって得られることにも注目すべきです。対イオンの様々な種類の特定成分の組合せはsupramoの同じ種類をもたらすので、特に、有機塩は、系統的な研究のために有用ですlecularアセンブリ。したがって、対イオンの種類に基づいて、超分子集合体の構造上の差異を比較することができます。
前の作品、0次元で超分子(0-D)、1次元(1-D)、および2次元では一級アンモニウムカルボキシレート(2-D)水素結合ネットワークは、キラリティーの観点から確認し、特徴づけました32。これらの多次元超分子は、階層型結晶デザイン27並びにそれらの次元を利用したアプリケーションにおける重要な研究対象です。全てのアミノ酸は、アンモニウム及びカルボキシル基を有するため、また、水素結合ネットワークの特性は、生体分子の役割についての重要な知見を与えます。これらの超分子を得るためのガイドラインを提供することは別々のアプリケーションでそれらをさらに機会を提供します。これらの超分子では、0-Dの水素結合ネットワークとの超分子クラスターの構築はrelativelです難しいyの統計的研究28に示されているように。しかし、超分子クラスターを構成する要素の説明の後に、それらを選択的に構築し、そして超分子クラスターの一連21-25,32を得ました。これらの作品は、それが可能な超分子クラスターのコンポーネントに依存する対称特性を明確にするために、超分子クラスターの系統的対称調査を実施することを可能にします。この目的のために、一級アンモニウムtriphenylacetatesの超分子クラスターが興味深い特徴を持っている、つまり、その対称の機能だけでなく、部品のトリチル基のキラル立体配座( 図1aを反映する水素結合ネットワーク24,32でのトポロジカル多様性、および図1b)。ここで、一級アンモニウムtriphenylacetatesを使用して超分子クラスターのシリーズを構築するための、および超分子クラスターの対称の機能を特徴づけるための方法論は悪魔ですtrated。超分子クラスターを構築するための鍵は、かさばるトリチル基の導入および非極性溶媒からの有機塩の再結晶化しています。バイナリと三元一級アンモニウムtriphenylacetatesは、超分子クラスターの構築のために調製しました。水素結合ネットワーク24,32、地形トリチル基33,34の(立体配座)、およびoctacoordinated多面体12( 図1c)の類似体などの分子配置のトポロジの観点から、結晶学的研究は、超分子クラスターのコンポーネントに依存する対称特性を明らかにしました25。
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一級アンモニウムTriphenylacetatesからなる単結晶の作製
2.結晶学的研究
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TPAA及び第一級アミンの有機塩の形成は、FT-IR測定により確認しました。有機塩の結晶構造は、単結晶X線回折測定で分析しました。結果は、4アンモニウムおよび電荷支援水素結合( 図1a)フォーtriphenylacetatesから構成されている超分子クラスター、同じ種類、種類や数にかかわらず、有機塩の単結晶の全てにおいて確認されました成分アンモニウム( 表1、 図2)。この結果は、超分子クラスターの成分に依存する対称種を明確にするために系統的対称な研究にも適用可能です。
超分子クラスター上の系統的対称の研究によれば、超分子クラスターのキラリティーと多面体の特徴を発見された( 図1b 1c)は 、コンポーネントの一次アンモニウムの種類と数に依存します。 TPAA- n個のBuのバイナリ超分子クラスター...
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閉鎖水素結合ネットワークと超分子クラスターの一連の構築に成功し、キラリティーの観点及び多面体機能TPAAの有機塩を使用して、トリチル基を有し、かつ様々な種類及び第一級アミンの組み合わせから特徴付けられました。この方法では、重要なステップは、非極性溶媒から分子と対イオンからなる有機塩の嵩高いトリチル基と再結晶と分子の導入です。超分子クラスターは、それぞれ、即ち、イオン性水素結合及び疎水性炭化水素は内側と外側である、逆ミセル構造を有しているためです。したがって、超分子クラスターは安定であり、選択的に非極性環境で構成されています。
超分子クラスターは、常に4アンモニウムおよび4 triphenylacetatesがありますが、suコマンドを与えて、2アンモニウムの種類だけでなく、アンモニウムのようなものを導入することが可能ですバイナリのものに加えて、三元超分子クラスターを形成することによりpramolecularクラスタ品種。超分子クラスターを形成する際にこの柔軟性は種類だけでなく、部品の数や超分子クラスターの多機能化を達成する可能性を示唆しているだけではないの依存性を明確にするための効...
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著者らは開示するものは何もない。
この研究は、文部科学省と日本学術振興会の科学研究費基盤研究B(24350072(25288036)および科学研究費補助金新学術領域研究(新学術研究))24108723によって財政的に支援されました。T.S.は、日本学術振興会特別研究員奨励費(25763)、大阪大学のGCOEプログラム、および文部科学省の優良大学院研究を表彰しています。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| トリフェニル酢酸 | Aldrich | T81205-10G | |
| n-ブチルアミン | TCI | B0707 | |
| イソブチルアミン | TCI | I0095 | |
| tert-ブチルアミン | TCI | B0709 | |
| tert-アミルアミン | TCI | A1002 | |
| メタノール | ワ | コー131-01826 | 危険物 |
| トルエン | ワ | コー204-01866 | 危険物 |
| ヘキサン | ワコー | 085-00416 | |
| Kpr | ワ | コー165-17111 |
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