Name: Budowa i systematyczne badania symetryczne szeregu klastrów supramolekularnych z binarnymi lub trójskładnikowymi trifenyooctaniami amonu (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-02-15T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 35 s
Description: Poznaj metodę budowy klastrów supramolekularnych z wodorowymi wiązaniami wodoru przy użyciu trifenylooctanów amonu. Technika ta umożliwia przewidywanie symetrii struktur nadcząsteczkowych na podstawie budowy komponentów.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ta praca była finansowa wspierana przez Grant-in-Aid for Scientific Research B (24350072, 25288036) oraz Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (24108723) od MEXT i JSPS, Japonia. T.S. dziękuje za Grant-in-Aid dla JSPS Fellows (25763), program GCOE Uniwersytetu w Osace oraz Granty dla doskonałych szkół podyplomowych, MEXT, Japonia.

1. Przygotowanie monokryształów złożonych z pierwszorzędowych trifenyoacetanów amonu
<ol>
	<li>Przygotować sole organiczne, pierwszorzędowe octanu trifenylu amonu (ryc. 1a).
	<ol>
		<li>Kwas trifenylooctowy (TPAA, 0,10 g, 0,35 mmol) i pierwszorzędowe aminy: n-butyloamina (nBu, 2,5 x 10-2 g, 0,35 mmol), izobutyloamina (isoBu, 2,5 x 10-2 g, 0,35 mmol), t-butyloamina (t Bu, 2,5 x 10-2 g, 0,35 mmol) lub t-amylamina (tAm, 3,0 x 10-2 g, 0,35 mmol), razem w metanolu (20 ml) w TPAA: amina = stosunek molowy 1:1 do przygotowania binarnych soli organicznych.</li>
		<li>W przypadku trójskładnikowych soli organicznych rozpuścić TPAA (0,10 g, 0,35 mmol) i dwa rodzaje amin pierwszorzędowych: nBu (1,3 x 10-2 g, 0,17 mmol)-tBu (1,3 x 10-2 g, 0,17 mmol), nBu (1,3 x 10-2 g, 0,17 mmol)-tAm (1,5 x 10-2 g, 0,17 mmol), isoBu (1,3 x 10-2 g, 0,17 mmol)-tBu (1,3 x 10-2 g, 0,17 mmol) lub isoBu (1,3 x 10-2 g, 0,17 mmol)-tAm (1,5 x 10-2 g, 0,17 mmol), razem w metanolu (20 ml) w TPAA: amina-1 : amina-2 = 2:1:1.</li>
		<li>Odparować wszystkie roztwory za pomocą wyparek obrotowych (40 °C, 200 Torr), otrzymując sole organiczne: TPAA-n Bu, TPAA-isoBu, TPAA-t Bu, TPAA-t Am, TPAA-n Bu-t Bu, TPAA-n Bu-tAm, TPAA-n Bu-tAm, TPAA-isoBu-t Bu i TPAA-isoBu-t Am.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przygotuj monokryształy złożone z klastrów supramolekularnych.
	<ol>
		<li>Rozpuść każdą z soli organicznych (5,0 mg) w szklanej fiolce w toluenie (0,30 ml) jako niepolarnym dobrym rozpuszczalniku, który został wybrany, ponieważ klastry supramolekularne są korzystnie zbudowane w środowisku niepolarnym. W przypadku soli organicznych TPAA-t Bu, TPAA-t Am, TPAA-isoBu-t Bu i TPAA-isoBu-t Am należy podgrzać toluen do temperatury 40 °C w celu ich rozpuszczenia.</li>
		<li>Dodać heksan: 0,5 ml, 0,5 ml, 0,5 ml, 2 ml, 2 ml, 1 ml i 0,5 ml do roztworu soli organicznych TPAA-n Bu, TPAA-isoBu, TPAA-t Am, TPAA-n Bu-t Bu, TPAA-n Bu-tAm, TPAA-n Bu-t Am, TPAA-isoBu-t Bu i TPAA-isoBu-t Am, odpowiednio, jako ubogi rozpuszczalnik w celu zmniejszenia rozpuszczalności soli organicznej, z wyjątkiem roztworu soli organicznej TPAA-t Bu.</li>
		<li>Utrzymuj roztwór stabilny w temperaturze pokojowej w szklanej fiolce, zapewniając monokryształy w ciągu jednego dnia.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Potwierdź powstawanie soli organicznej za pomocą widma35,36 w podczerwieni z transformacją Fouriera (FT-IR).
	<ol>
		<li>Zmieszać pojedyncze kryształy soli organicznej z bromkiem potasu (KBr) w stosunku wagowym 1:100.</li>
		<li>Zmielić mieszaninę moździerzem agatowym, aż stanie się jednorodną sproszkowaną mieszanką.</li>
		<li>Napełnij okrągłą matrycę (średnica: 5 mm) sproszkowaną mieszanką i przygotuj granulat, prasując go prasą do peletów.</li>
		<li>Umieść osad w spektrometrze FT-IR i wykonaj pomiary (łączna liczba: 16, rozdzielczość: 1 cm-1).</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Badania krystalograficzne
<ol>
	<li>Pobrać wysokiej jakości monokryształ soli organicznej TPAA-t Am ze szklanej fiolki do parafiny na szklanej płytce. Kryształ wygląda jednolicie pod mikroskopem stereoskopowym, co oznacza, że kryształ nie jest złożeniem wielu kryształów, ale pojedynczym kryształem i ma rozmiar kryształu około 0,3 do 1 mm bez pęknięć.</li>
	<li>Umieść pojedynczy kryształ na pętli.</li>
	<li>Ustaw pętlę z monokryształem w sprzęcie do dyfrakcji rentgenowskiej monokryształu.</li>
	<li>Wybierz kolimator: 0,3, 0,5, 0,8 lub 1 mm, w zależności od maksymalnego rozmiaru monokryształu.</li>
	<li>Rozpocząć pomiar przygotowawczy dyfrakcji rentgenowskiej monokryształu w celu zebrania wzorów dyfrakcji rentgenowskiej37,38 z monokryształu przy użyciu urządzenia do dyfrakcji rentgenowskiej monokryształu (źródło promieniowania: grafit monochromatyczny CuKα (λ = 1,54187 A), czas naświetlania: 30 sekund (określić na podstawie wielkości kryształu), detektor: np. płytka obrazowa, odległość kryształ od detektora: 127,40 mm, temperatura: 213,1 K, Liczba klatek: 3).</li>
	<li>Określ możliwe parametry kryształu i ustaw warunki: czas naświetlania, kąty naświetlania promieniowania rentgenowskiego: ω, χ i φ oraz liczbę klatek do następnego pomiaru na podstawie wyniku powyższego pomiaru przygotowawczego.</li>
	<li>Rozpocząć regularny pomiar dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego monokryształu w celu zebrania wzorów dyfrakcji rentgenowskiej37,38 z monokryształów za pomocą urządzenia do dyfrakcji rentgenowskiej monokryształu w warunkach (źródło promieniowania: grafit monochromatyczny CuKα (λ = 1,54187 A), detektor: np. płytka obrazowa, odległość kryształ do detektora: 127,40 mm, temperatura: 213,1 K).</li>
	<li>Rozwiąż strukturę krystaliczną z wzorów dyfrakcyjnych metodami bezpośrednimi, SIR200439 lub SHELXS9740, i udoskonal za pomocą procedury najmniejszych kwadratów na całej matrycy, wykorzystując wszystkie obserwowane odbicia w oparciu o F2. Udoskonalić wszystkie atomy niebędące wodorem o anizotropowych parametrach przemieszczenia i umieścić atomy wodoru w wyidealizowanych pozycjach o izotropowych parametrach przemieszczenia względem połączonych atomów niewodorowych i nie rafinowanych. Obliczenia te należy wykonać za pomocą oprogramowania, takiego jak CrystalStructure41.</li>
	<li>Powtórzyć procedury od kroków 2.1 do 2.8 z pewnymi modyfikacjami warunków: rozmiar kolimatora, czas naświetlania promieniowania rentgenowskiego dla pomiarów przygotowawczych i pomiarów regularnych oraz kąty naświetlania promieniowania rentgenowskiego: ω, χ i φ oraz liczba ramek dla monokryształów soli organicznych: TPAA-n Bu-tBu, TPAA-n Bu-tAm, TPAA-isoBu-t Bu i TPAA-isoBu-t Am, aby ujawnić ich struktury krystaliczne.</li>
	<li>Pobrać struktury krystaliczne soli organicznych: TPAA-n Bu (kod referencyjny: MIBTOH)22, TPAA-isoBu (kod referencyjny: GIVFEX)24 i TPAA-t Bu (kod refkod: GIVFIB)23, z bazy danych Cambridge Structural Database42 za pomocą oprogramowania Conquest43 lub formularza wniosku44.</li>
	<li>Badanie klastrów supramolekularnych w strukturach krystalicznych za pomocą grafiki komputerowej przy użyciu oprogramowania takiego jak Merkury45-48 i Pymol49; Wyznacz symetrie grup punktowych wzorców wiązań wodorowych w klastrach supramolekularnych, porównując uzyskane wzorce z poprzednio sklasyfikowanymi (Rysunek 1b) oraz chiralne konformacje grup trytylowych jako Λ lub Δ (Rysunek 1a).</li>
	<li>Scharakteryzuj cechy wielościenne klastrów supramolekularnych w każdej ze struktur krystalicznych soli organicznych.
	<ol>
		<li>Skreślić wszystkie atomy w klastrach supramolekularnych, z wyjątkiem atomów węgla i azotu składowych anionów karboksylowych i kationów amonowych.</li>
		<li>Tworzą wiązania między atomami węgla i azotu, z których pierwotne kationy karboksylowe i amonowe są połączone wiązaniami wodorowymi.</li>
		<li>Zmierz odległości między atomami węgla-węgla i azotu-azotu oraz ustal granice tworzenia dalszych wiązań (5,3 i 4,1 A odpowiednio dla odległości węgiel-węgiel i azot-azot w tym badaniu).</li>
		<li>Wytwórz dalsze wiązania między atomami węgla-węgla i azotu-azotu, których odległości są odpowiednio mniejsze niż 5,4 i 4,2 A.</li>
		<li>Określ wynikowe wielościany soli organicznych: TPAA-isoBu, TPAA-t Bu, TPAA-t Am, TPAA-isoBu-t Bu i TPAA-isoBu-t Am, jako ośmiościan trans-bikagraficzny (tbo), dwunastościan trójkątny (td), td, td i td, biorąc pod uwagę odpowiednio oś obrotu (C3 lub C2) oraz liczbę boków wielościanów.</li>
		<li>Wykonuj dodatkowe wiązania z powstałymi wielościanami soli organicznych: TPAA-n Bu, TPAA-n Bu-tBu i TPAA-n Bu-tAm, biorąc pod uwagę liczbę boków, elementy symetrii i oddziaływania międzycząsteczkowe w klastrach supramolekularnych, ponieważ mają one mniej boków niż idealne: td, tbo i antypryzmat kwadratowy (sa).</li>
		<li>Określ wielościan soli TPAA-n Bu jako sa, tworząc dwa wiązania addycyjne ze względu na jego symetrię C2 i 14 wiązań pierwotnych. Określ pozostałe wielościany soli organicznych TPAA-n Bu-tBu i TPAA-n Bu-tAm jako td na podstawie ich symetrii C2 i "pasm" grup trytylowych wokół klastra supramolekularnego. Mianowicie, grupy trytylowe w supramolekularnych klastrach trójskładnikowych soli organicznych tworzą "pasma" poprzez zazębianie się ich trzech pierścieni fenylowych, a wielościan td ma boki łączące cztery kwasy (ryc. 1c(ii)), co oznacza, że mają podobne cechy strukturalne.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Udało się skonstruować serię supramolekularnych klastrów z zamkniętymi sieciami wiązań wodorowych i scharakteryzować je z punktu widzenia chiralności i cech wielościennych przy użyciu soli organicznych TPAA, który ma grupę trytylową, oraz różnych rodzajów i kombinacji amin pierwszorzędowych. W tej metodzie krytycznymi etapami są wprowadzenie cząsteczki z dużą grupą trytylową i rekrystalizacja soli organicznych złożonych z cząsteczki i przeciwjonów z rozpuszczalników niepolarnych. Dzieje się tak, ponieważ klaster supramol...

Supramolekuły są fascynującymi i ważnymi celami badawczymi ze względu na ich unikalne funkcje, takie jak budowa architektur supramolekularnych, wykrywanie jonów i/lub molekuł oraz separacje chiralne, wynikające z ich zdolności rozpoznawania molekularnego za pomocą elastycznych wiązań niekowalencyjnych1-11. W rozpoznawaniu molekularnym symetria zespołów supramolekularnych jest jednym z najważniejszych czynników. Pomimo znaczenia, nadal trudno jest zaprojektować supramolekuły o pożądanych symetriach ze względu na elastyczność w liczbie i rodzajach składników, a także kątach i odległościach wiązań niekowalencyjnych.
Wyjaśnienie korelacji między symetriami supramolekuł a ich składnikami na podstawie systematycznych badań jest przydatną strategią do osiągnięcia budowy pożądanych supramolekuł. W tym celu jako cele badawcze wybrano klastry supramolekularne, ponieważ składają się one z ograniczonej liczby składników i teoretycznie można je ocenić12-14. Jednak w przeciwieństwie do kompleksów metali, istnieje ograniczona liczba doniesień konstruujących klastry supramolekularne ze względu na niską stabilność wiązań niekowalencyjnych dla podtrzymania struktur supramolekularnych15,16. Ta niska stabilność staje się również problemem w uzyskiwaniu serii zespołów supramolekularnych, które mają te same rodzaje struktur. W tym badaniu wiązania wodorowe wspomagane ładunkiem soli organicznych, które są jednym z najtrwalszych wiązań niekowalencyjnych17-20, są wykorzystywane głównie do konstruowania określonych zespołów supramolekularnych preferencyjnie21-32. Warto również zauważyć, że sole organiczne składają się z kwasów i zasad, a zatem wiele rodzajów soli organicznych można łatwo uzyskać przez zmieszanie różnych kombinacji kwasów i zasad. W szczególności sole organiczne są przydatne do systematycznych badań, ponieważ kombinacje określonego składnika z różnymi rodzajami przeciwjonów skutkują tymi samymi typami zespołów supramolekularnych. W związku z tym możliwe jest porównywanie różnic strukturalnych zespołów supramolekularnych w oparciu o rodzaje przeciwjonów.
W poprzednich pracach, supramolekuły z 0-wymiarowymi (0-D), 1-wymiarowymi (1-D) i 2-wymiarowymi (2-D) sieciami wiązającymi wodór przez pierwotne karboksylany amonu zostały potwierdzone i scharakteryzowane z punktu widzenia chiralności32. Te wielowymiarowe supramolekuły są ważnymi celami badawczymi w hierarchicznym projektowaniu kryształów27 , a także w zastosowaniach wykorzystujących ich wymiarowość. Ponadto charakterystyka sieci wiązań wodorowych dostarczyłaby ważnej wiedzy na temat roli cząsteczek biologicznych, ponieważ wszystkie aminokwasy mają grupy amonowe i karboksylowe. Zapewnienie wytycznych do oddzielnego otrzymywania tych supramolekuł daje im dalsze możliwości zastosowań. W tych supramolekułach budowa klastrów supramolekularnych z sieciami wiązań wodorowych 0-D jest stosunkowo trudna, jak wykazano w badaniu statystycznym28. Jednak po wyjaśnieniu czynników budowy klastrów supramolekularnych, zostały one skonstruowane selektywnie i uzyskano szereg klastrów supramolekularnych21-25,32. Prace te umożliwiają prowadzenie systematycznych badań symetrycznych klastrów supramolekularnych w celu wyjaśnienia zależnych od składowych charakterystyk symetrycznych klastrów supramolekularnych. W tym celu supramolekularne klastry pierwszorzędowych trifenylooctianów amonu mają interesujące cechy, tj. ich topologiczne zróżnicowanie w sieciach wiązań wodorowych24,32, co odzwierciedlałoby ich symetryczne cechy, a także chiralne konformacje składowych grup trytylowych (ryc. 1a i 1b). W artykule przedstawiono metodologie konstruowania szeregu klastrów supramolekularnych z wykorzystaniem pierwotnych trifenyoctanów amonu oraz charakterystyki symetrycznych cech klastrów supramolekularnych. Kluczem do budowy klastrów supramolekularnych jest wprowadzenie dużych grup trytylowych oraz rekrystalizacja soli organicznych z rozpuszczalników niepolarnych. Do budowy klastrów supramolekularnych przygotowano dwu- i trójskładnikowe pierwotne trifenyoctany amonu. Badania krystalograficzne z punktu widzenia topologii sieci wiązań wodorowych24,32, topografii (konformacji) grup trytylowych33,34 oraz układów molekularnych jako analogów wielościanów oktakoordynowanych12 (ryc. 1c) ujawniły symetryczne charakterystyki klastrów supramolekularnych zależne od składowych25.

<table><tbody><tr><td>Kwas trifenylooctowy</td><td>Aldrich</td><td>T81205-10G</td><td></td></tr><tr><td>n-butyloamina</td><td>TCI</td><td>B0707</td><td></td></tr><tr><td>Izobutyloamina</td><td>TCI</td><td>I0095</td><td></td></tr><tr><td>tert-butyloamina</td><td>TCI</td><td>B0709</td><td></td></tr><tr><td>tert-Amylamina</td><td>TCI</td><td>A1002</td><td></td></tr><tr><td>Metanol</td><td>Wako</td><td>131-01826</td><td>substancja niebezpieczna</td></tr><tr><td>toluen</td><td>Wako</td><td>204-01866</td><td>substancja niebezpieczna</td></tr><tr><td>Heksan</td><td>Wako</td><td>085-00416</td><td></td></tr><tr><td>KBr</td><td>Wako</td><td>165-17111</td><td></td></tr></tbody></table>

budowa i systematyczne badania symetryczne szeregu klastrów supramolekularnych z binarnymi lub trójskładnikowymi trifenyooctaniami amonu

Construction and Systematical Symmetric Studies of a Series of Supramolecular Clusters with Binary or Ternary Ammonium Triphenylacetates

Funkcje klastrów w skali nano lub sub-nano znacząco zależą nie tylko od rodzaju ich składników, ale także od układu lub symetrii ich komponentów. W związku z tym układy w klastrach zostały precyzyjnie scharakteryzowane, zwłaszcza dla kompleksów metali. W przeciwieństwie do tego, charakterystyki układów molekularnych w klastrach supramolekularnych złożonych z cząsteczek organicznych są ograniczone do kilku przypadków. Dzieje się tak dlatego, że budowa klastrów supramolekularnych, a zwłaszcza uzyskanie szeregu klastrów supramolekularnych, jest trudna ze względu na niską stabilność wiązań niekowalencyjnych w porównaniu z wiązaniami kowalencyjnymi. Z tego punktu widzenia wykorzystanie soli organicznych jest jedną z najbardziej użytecznych strategii. Szereg supramolekuł może być skonstruowany przez kombinacje określonej cząsteczki organicznej z różnymi przeciwjonami. Zwłaszcza pierwotne karboksylany amonu są odpowiednie jako typowe przykłady supracząsteczek, ponieważ różne rodzaje kwasów karboksylowych i amin pierwszorzędowych są dostępne w handlu i łatwo jest zmienić ich kombinacje. Wcześniej wykazano, że pierwszorzędowe trifenyoctany amonu przy użyciu różnych rodzajów amin pierwszorzędowych specyficznie konstruują klastry supramolekularne, które składają się z czterech octanów amonu i czterech octanu trifenylenu połączonych wiązaniami wodorowymi wspomaganymi ładunkiem, w kryształach otrzymanych z rozpuszczalników niepolarnych. W pracy przedstawiono zastosowanie specyficznej konstrukcji klastrów supramolekularnych jako strategii prowadzenia systematycznych badań symetrycznych w celu wyjaśnienia korelacji między układami molekularnymi w supramolekułach a rodzajami i liczbą ich składników. W ten sam sposób z solami binarnymi złożonymi z octanu trifenyny i jednego rodzaju pierwszorzędowych amonów, trójskładnikowe sole organiczne złożone z octanu trifenylenu i dwóch rodzajów amonu konstruują klastry supramolekularne, dając szereg klastrów supramolekularnych z różnymi rodzajami i liczbą składników.

Powstanie soli organicznych TPAA i amin pierwszorzędowych potwierdzono za pomocą pomiarów FT-IR. Struktury krystaliczne soli organicznych przeanalizowano metodą dyfrakcji rentgenowskiej na pojedynczych kryształach. W rezultacie we wszystkich pojedynczych kryształach soli organicznych, niezależnie od rodzaju i liczby składników amoniowych, potwierdzono występowanie tych samych rodzajów klastrów supramolekularnych, składających się z czterech grup amoniowych i czterech grup trifenylooctanow...

Ten artykuł opisuje budowę serii wiązań wodorowych supramolekularnych klastrów w kryształach przy użyciu pierwotnych octanu amonu trifeny, które są rekrystalizowane z niepolarnych rozpuszczalników. Ta selektywna konstrukcja klastrów supramolekularnych prowadzi do efektywnych systematycznych badań symetrycznych dotyczących korelacji między klastrami supramolekularnymi a ich składnikami.

Budowa i systematyczne badania symetryczne szeregu klastrów supramolekularnych z binarnymi lub trójskładnikowymi trifenyooctaniami amonu

Functions of clusters in nano or sub-nano scale significantly depend on not only kinds of their components but also arrangements, or symmetry, of their ...

Ogólnym celem niniejszego eksperymentu jest selektywne wytwarzanie unikalnych supermolekularnych klastrów oraz charakterystyka ich cech symetrii. Metoda ta może pomóc w odpowiedzi na kluczowe pytania w obszarze chemii supramolekularnej, takie jak projektowanie supermolekkuł o określonej symetrii. Główną zaletą tej techniki jest to, że struktury lub symetria dowolnej supermolekkuły są przewidywalne na podstawie struktur ich komponentów.Aby przygotować binarne sole organiczne, należy rozpuścić kwas trifenylooctowy (TPAA) oraz aminę pierwszorzędową (n-butylaminę, izobutylaminę, t-butylaminę lub t-amylaminę) razem w 20 mililitrach metanolu, zachowując stosunek molowy TPAA do aminy 1:1. W przypadku soli organicznych trzeciorzędowych należy zapoznać się z tekstem protokołu przygotowania. Wszystkie roztwory należy odparować za pomocą ewaporatora rotacyjnego, aby uzyskać sole organiczne.Aby przygotować monokryształy złożone z klastrów supermolekularnych, rozpuścić 5,0 mg każdej z soli organicznych w fiolce szklanej w 0,30 ml toluenu jako niepolarnego rozpuszczalnika. Wybrano toluen, ponieważ klastry supermolekularne tworzą się preferencyjnie w środowisku niepolarnym. W przypadku soli organicznych należy podgrzać toluen do 40 °C, aby je rozpuścić.Do roztworu soli organicznych, z wyjątkiem roztworu soli organicznej TPAA t-butylamine, dodać heksan jako słaby rozpuszczalnik w celu zmniejszenia rozpuszczalności soli organicznej. Roztwór przechowywać w temperaturze pokojowej w szklanej fiolce, co pozwoli na uzyskanie pojedynczych kryształów w ciągu jednego dnia. Wykonać pomiar widm spektroskopii w podczerwieni w przekształconej transformacie Fouriera, aby potwierdzić powstanie soli organicznej zgodnie z opisem w protokole tekstowym.Pobierz wysokiej jakości monokryształ soli organicznej TPAA t-amylamina o rozmiarze około 0,3 do 1 mm, bez pęknięć, który pod stereomikroskopem wygląda na jednorodny. Kryształ jednorodny nie jest skupiskiem wielu kryształów, lecz pojedynczym kryształem. Przenieś kryształ z szklanej fiolki do parafiny na szklanej płytce.Umieść monokryształ na pętli. Umieść pętlę z monokryształem w urządzeniu do dyfrakcji rentgenowskiej monokryształów. Rozpocznij pomiar wstępny dyfrakcji rentgenowskiej monokryształów w celu zebrania dyfraktogramów, korzystając z urządzenia do dyfrakcji rentgenowskiej monokryształów zgodnie z opisem w protokole tekstowym.Następnie rozpocznij rutynowy pomiar dyfrakcji rentgenowskiej monokryształów, aby w podobny sposób zebrać dyfraktogramy rentgenowskie, wykorzystując sprzęt do dyfrakcji rentgenowskiej monokryształów zgodnie z opisem w protokole tekstowym. Po rozwiązaniu struktury krystalicznej zgodnie z protokołem tekstowym, zbadaj supercząsteczkowe klastry w strukturach krystalicznych za pomocą grafiki komputerowej w programie Mercury. Wyznacz symetrie grup punktowych wzorów wiązań wodorowych w supercząsteczkowych klastrach, porównując otrzymane wzory z wzorami sklasyfikowanymi wcześniej.Scharakteryzuj cechy wielościanowe klastrów supermolekularnych w każdej ze struktur krystalicznych soli organicznych. Najpierw usuń wszystkie atomy w klastrach supermolekularnych z wyjątkiem atomów węgla i azotu wchodzących w skład anionów karboksylowych i kationów amoniowych. Następnie, przy użyciu oprogramowania Pimal, wytwórz wiązania między atomami węgla i azotu tych kationów amoniowych i anionów karboksylowych, które w strukturze pierwotnej były połączone wiązaniami wodorowymi.Zmierz odległości między atomami węgiel-węgiel oraz azot-azot i określ granice tworzenia dalszych wiązań. Utwórz dodatkowe wiązania między atomami węgiel-węgiel, których odległości są mniejsze niż 5,4 Å, oraz między atomami azot-azot, których odległości są mniejsze niż 4,2 Å. Wyznacz powstałe wielościany z soli organicznych, biorąc pod uwagę oś obrotu oraz liczbę ścian wielościanu.W tym przypadku TPAA izobutyloamina tworzy trans-dwuwierzchołkowy ośmiościan, natomiast TPAA t-butyloamina, TPAA amylamina, TPAA izobutyloamina t-butyloamina oraz TPAA izobutyloamina t-amylamina tworzą dodekaedry trójkątne. Należy utworzyć dodatkowe wiązania w powstałych wielościanach z soli organicznych, biorąc pod uwagę liczbę boków, elementy symetrii oraz oddziaływania międzycząsteczkowe w klastrach supermolekularnych. Wielościan soli TPAA n-butyloaminy należy określić jako antypryzmat kwadratowy, tworząc dwa dodatkowe wiązania ze względu na jej symetrię C-2 oraz 14 wiązań pierwotnych.Określ pozostałe wielościany soli organicznych TPAA n-butylamina t-butylamina oraz TPAA n-butylamina t-amylamina jako dodekaedry trójkątne na podstawie ich symetrii C-2 i pasm grup tritylowych wokół klastra supermolekularnego. Przedstawiono tutaj reprezentatywne wyniki analizy rentgenowskiej monokryształów. Analiza symetrii klastrów supermolekularnych ujawnia ich cechy strukturalne jako analogi wielościanów ośmiokoordynowanych.Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo dobrze rozumieć, jak charakteryzować supercząsteczki z punktu widzenia symetrii.

construction-systematical-symmetric-studies-series-supramolecular

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Celem niniejszego eksperymentu jest określenie i kontrolowanie wielkości, kształtu oraz stabilności samoorganizujących się amfifili dyskotycznych w wodzie. W przypadku wodnych polimerów supramolekularnych osiągnięcie takiego poziomu kontroli jest bardzo trudne. Zastosowano strategię wykorzystującą zarówno oddziaływania odpychające, jak i przyciągające. Techniki eksperymentalne użyte do charakterystyki tego układu mają szerokie zastosowanie.

Kontrola rozmiaru, kształtu i stabilności polimerów supramolekularnych w wodzie

Ten artykuł opisuje tworzenie wysoce uporządkowanych struktur opartych na peptydach poprzez spontaniczny proces samoorganizacji. Metoda wykorzystuje dostępne na rynku peptydy i powszechnie stosowany sprzęt laboratoryjny. Technika ta może być stosowana do wielu różnych peptydów i może prowadzić do odkrycia nowych zespołów opartych na peptydach.

Tworzenie uporządkowanych struktur biomolekularnych przez samoorganizację krótkich peptydów

Opisano protokół syntezy i charakterystyki koloidów pokrytych cząstkami supramolekularnymi. Te supramolekularne koloidy ulegają samoorganizacji po aktywacji wiązań wodorowych między cząsteczkami zakotwiczonymi na powierzchni przez światło UV.

Synteza i charakterystyka koloidów supramolekularnych

Tutaj prezentujemy protokół do przygotowania i wizualizacji struktur drugorzędnych (np. włókien, architektur toroidalnych i nanosfer) pochodzących z polikarmidów spiralnych. Wykazano, że morfologia charakteryzująca się zarówno mikroskopią sił atomowych (AFM), jak i skaningową mikroskopią elektronową (SEM) zależy od struktury molekularnej, stężenia i wybranego rozpuszczalnika.

Samoorganizujące się morfologie otrzymane z helikalnych kopolimerów polikarbodimidu i ich pochodnych triazolowych

Protokół syntezy nowego typu mezogenów, oparty na anionie supramolekularnym wiązanym halogenem [CnF2n+1-I···I··I-CnF 2n+1]−.

Od molekuł do materiałów: inżynieria nowych ciekłych kryształów jonowych za pomocą wiązań halogenowych

Struktury supramolekularnych zespołów białkowych w rozdzielczości atomowej mają duże znaczenie ze względu na ich kluczowe role w różnych zjawiskach biologicznych. W niniejszym artykule przedstawiamy protokół do wykonywania wysokorozdzielczych badań strukturalnych nierozpuszczalnych i niekrystalicznych zespołów białek wielkocząsteczkowych za pomocą spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego w stanie stałym z wirowaniem pod magicznym kątem (MAS SSNMR).

Badania strukturalne układów makromolekularnych w skali atomowej za pomocą spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego w ciele stałym

Protokół syntezy peptydu modyfikowanego 1,2-ditiolanem i charakterystyka struktur supramolekularnych wynikających z samoorganizacji peptydu.

Synteza i charakterystyka samoorganizujących się peptydów modyfikowanych 1,2-ditiolanem

Przedstawiono protokół do syntezy kodowanych informacyjnie oligomerów peptoidowych oraz do sekwencyjnego samoorganizowania tych peptoidów w drabinki molekularne przy użyciu amin i aldehydów jako dynamicznych par kowalencyjnych reagentów oraz kwaśnych triflatów metali ziem rzadkich Lewisa jako odczynników wielozadaniowych.

Synteza peptydów niosących informacje i ich sekwencyjna dynamiczna samoorganizacja kowalencyjna

Stężenia atmosferyczne słabo związanych klastrów molekularnych można obliczyć na podstawie właściwości termochemicznych struktur o niskiej energii, znalezionych za pomocą wieloetapowej metodologii próbkowania konfiguracyjnego wykorzystującej algorytm genetyczny oraz półempiryczną i ab initio chemię kwantową.

Obliczanie stężeń atmosferycznych klastrów molekularnych na podstawie termochemii ab initio

Ten artykuł opisuje eksperymentalny protokół wykorzystujący elektrorozpylanie, ruchliwość jonów, spektrometrię mas, półempiryczne obliczenia kwantowe i dysocjację wywołaną zderzeniem progu o rozdzielczości energetycznej do pomiaru względnej termochemii dysocjacji powiązanych kompleksów metali trójskładnikowych.

Badania termochemiczne trójskładnikowych kompleksów Ni(II) i Zn(II) z wykorzystaniem spektrometrii ruchliwości jonów i mas

Przedstawiamy protokół przygotowania syntetycznych kondensatów biomolekularnych składających się z amfifilowych nanogwiazd DNA, zaczynając od ich składowych oligonukleotydów DNA. Kondensaty są wytwarzane z pojedynczego składnika nanogwiazdy lub dwóch składników i są modyfikowane w celu podtrzymania transkrypcji RNA in vitro z osadzonej matrycy DNA.

Syntetyczne kondensaty i architektury podobne do komórek z amfifilowych nanostruktur DNA

Poznaj metodę budowy klastrów supramolekularnych z wodorowymi wiązaniami wodoru przy użyciu trifenylooctanów amonu. Technika ta umożliwia przewidywanie symetrii struktur nadcząsteczkowych na podstawie budowy komponentów.

Budowa i systematyczne badania symetryczne szeregu klastrów supramolekularnych z binarnymi lub trójskładnikowymi trifenyooctaniami amonu (Wideo) | JoVE Journal

Budowa i systematyczne badania symetryczne szeregu klastrów supramolekularnych z binarnymi lub trójskładnikowymi trifenyooctaniami amonu

Przeglądaj więcej filmów