빛 주도 분자 모터 표면에 단일 분자 이미징

이 프로토콜은 단일 분자 수준에서 인공 광 구동 분자 모터의 회전을 시각화하는 첫 번째 예를 제공합니다. 여기에 사용되는 합성 기술은 여러 기능 성 그룹과 복잡한 분자 기계의 합성을 허용하도록 설계되었습니다. 첫째, 아르곤 분위기 하에서 는 640밀리그램의 로터 전구체 화합물 2개, 구리 요오드 219밀리그램, 교반 바가 장착된 100밀리리터 슐렌크 튜브에 3.44그램의 요오드 나트륨을 배치합니다.

밀폐된 튜브를 슐렌크 라인에 연결하고 1, 4-디옥산 및 263 밀리그램의 트랜스 1, 2-Diaminocyclohexane의 50 밀리리터를 추가합니다. 140섭씨140도에서 혼합물을 저어 24시간 동안 저어주면 요오드용 브롬을 교환합니다. 그런 다음 혼합물을 실온으로 냉각시키고 진공 상태에서 용매를 증발시키십시오.

실리카 젤 플래시 크로마토그래피에 의해 화합물을 정화하고 휘발성을 제거하여 요오드 대체 화합물 3을 끈적끈적한 노란 오일로 얻습니다. 다음으로, 로슨의 시약 415밀리그램과 스티어 바가 장착된 슐렌크 플라스크에 219밀리그램의 화합물 3을 배치합니다. 페덴서를 통해 플라스크를 슐렌크 라인에 연결하고 아르곤으로 세 번 제거합니다.

톨루엔 10밀리리터를 넣고 2시간 동안 혼합물을 역류하여 화합물 3을 티오케톤으로 변환합니다. 용매를 증발시키고 플래시 크로마토그래피로 티오케톤을 정화합니다. 순수한 분획에서 휘발성을 제거하고 테트라 하이드로 푸란의 20 밀리리터에 고립 된 티오케톤을 용해.

다음으로, 476 밀리그램의 갓 준비된 화합물 4를 녹여서, 이는 STATor diazo 전구체이며, 또 다른 20밀리리터의 THF에 녹입니다. 화합물 4의 용액을 티오케톤 용액에 추가하고 16시간 동안 아르곤 산하에 혼합물을 역류하여 로터와 스테이터 사이의 이중 결합을 형성한다. 과도한 용매를 증발시키고, 플래시 크로마토그래피에 의해 원유 생성물을 정화하고, 휘발성을 제거하여 모터 화합물 5를 적색 고체로 얻습니다.

다음으로, 모터 5, 4.56 밀리그램의 바이스(triphenylphosphine)의 팔라듐 염화제, 2.48밀리그램의 구리 요오드를 20밀리리터 슐렌크 튜브에 스티어 바가 장착된 튜브에 넣습니다. 튜브를 밀봉하고 슐렌크 라인에 연결합니다. 10 분 동안 혼합물을 통해 THF의 10 밀리리터와 디이소 프로필라민과 거품 아르곤의 두 밀리리터를 결합합니다.

그런 다음, 혼합물을 슐렌크 튜브로 옮기고 10분 동안 실온에서 아르곤 밑의 반응 혼합물을 저어줍니다. 트리이소프로필실릴 아세틸렌 42밀리그램을 넣고 15~16시간 동안 교반하여 요오드를 TIPS 아세틸렌으로 교체하세요. 그런 다음, 포화 수성 암모늄 염화의 25 밀리리터에 제품 혼합물을 부어.

디클로로메탄의 3개의 20 밀리리터 부분으로 제품을 추출하고 포화 염수 50 밀리리터로 결합된 유기 층을 한 번 세척합니다. 씻어낸 유기농 층을 황산나트륨 위에 말리십시오. 건조제를 걸기하고 과도한 용매를 제거합니다.

플래시 크로마토그래피로 잔류물을 정화하고 진공 상태에서 휘발성을 제거하여 모터 6을 갈색 오일로 얻습니다. 교반 바가 장착된 50밀리리터 플라스크에는 PBI 라벨 모터 12개 90밀리그램, THF 5밀리리터, 메탄올 5밀리리터, 1마리 수성 수산화나트륨 5밀리리터를 결합합니다. 혼합물을 섭씨 70도에서 6시간 동안 저어서 스테터의 에스테르를 가수분해합니다.

그런 다음 저어주면서 혼합물을 실온으로 식힙니다. 이중 증류수 5밀리리터를 추가하고 회전 증발로 휘발성 용매를 제거합니다. 혼합물이 pH 에 도달할 때까지 수성 1-어금전산을 첨가하여 모터 1b가 갈색 고체로서 용액에서 침전됩니다.

여과에 의해 고체를 복구하고 시원한 물 10 밀리리터로 세척하고 진공 상태에서 건조시. 다음으로, 1시간 동안 90°C에서 피라냐 용액에 석영 슬라이드를 담그십시오. 슬라이드를 두 배로 증류한 물 5밀리리터와 메탄올을 한 번 으로 헹구십시오.

질소 가스로 슬라이드를 건조시십시오. 그런 다음, 갓 증류된 톨루엔에서 3-아미노프로필(diethoxy)메틸실레인의 1밀리머용액을 준비한다. 실온에서 12시간 동안 이 솔루션에 슬라이드를 담근 다음, 톨루엔과 메탄올 각각 5밀리리터로 실라화된 슬라이드를 헹구세요.

슬라이드를 톨루엔과 메탄올에 각각 2분 씩 순차적으로 담그고 아르곤 가스 의 흐름 아래에서 건조시다. 다음으로 각 슬라이드에 대해 디메틸포르마미드에 모터 1b의 0.1 밀리머용용액 5밀리리터를 준비합니다. 1b의 단층으로 석영 표면을 12시간 동안 실온에서 1b 용액에 담그십시오.

DMF, 물 및 메탄올로 기능화된 슬라이드를 순서대로 세척합니다. 아르곤 가스로 슬라이드를 건조시키고 아르곤 아래 밀봉 된 용기에 보관하십시오. 분자 모터 1b는 형광 태그에 로터의 코어를 연결하는 견고한 페닐 에틸렌 테트라머 암과 함께 적당한 수율로 합성되었다.

양성자 NMR 스펙트럼은 하와 Hc 사이의 중요한 비키날 커플링을 보여주지 않았으며, 이는 하와 Hc가 모두 의사도 에대한 방향에 있는 것과 일치합니다. 축 적도 비키날 커플링은 Hb와 Hc.조사 사이에 365나노미터 광 유도 이소성 이소성 주위의 이소성 제거를 이 불안정한 이소머로 관찰하였다. 메틸 신호의 다운필드 변화와 하와 Hc 사이의 비키날 커플링의 발달은 모두 메틸 그룹이 의사도 에쿼토리알임을 나타냈다.

화합물이 실온에서 어둠 속에서 유지되었을 때, 열 나선 반전은 플루오렌을 지나 미끄러 져 나프 탈렌과 분자에 부담을 발표했다. 이것은 대칭 불소 스타터 때문에 그것의 원래 구성으로 분자를 반환했습니다. 안정되고 불안정한 이좀러의 UV/vis 분광법은 단단한 팔과 형광 태그에 대한 특성 흡수 영역에서 겸손한 차이를 보였다.

석영에 모터 1b의 단층의 성공적인 조립은 UV / vis 분광법에 의해 확인되었다. 단층은 사진 고정 상태에서 불안정한 이좀러에 도달하기 위해 15 분만 조사해야했습니다. 다이아조와 티오케톤 화합물이 모터 5의 성공적인 합성을 보장하기 위해 신선하게 만들어졌는지 확인하는 것이 중요합니다.

분자 기계의 연구 분야는 복잡한 분자 기계를 설계, 합성 및 시각화하는 중요한 지침을 제공하기 때문에 이 방법의 이점을 누릴 수 있습니다. 피라냐 용액은 슬라이드를 청소하는 데 사용됩니다. 이 용액은 산성성이 높고 신중하게 사용해야 합니다.