Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Chemistry
Click here for the English version

Chemistry

توليف مجموعة معقدة للذوبان في الماء المعدنية العضوية

Published: October 8, 2016 doi: 10.3791/54513
Automatic Translation
1, 1, 2,3,4, 1
1International Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science, 2Department of Chemistry, University of California–Berkeley, 3Materials Sciences Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, 4Kavli Energy NanoSciences Institute at Berkeley, University of California–Berkeley

Introduction

وقد تم تركيب تسيطر الهياكل الجزيئية المعقدة دائما قضية رئيسية في الكيمياء الاصطناعية. من وجهة النظر هذه، لتجميع المجمعات heterometallic متعدد النوى بطريقة designable لا يزال موضوع يستحق أن يكون الطعن في مجال الكيمياء غير العضوية بسبب الأعداد النتائج الهيكلية المحتملة من النهج القائم على يجند metallation التي يشيع استخدامها ل إعداد المجمعات المعادن أحادى. على الرغم من أن تم الإبلاغ عن العديد من الأمثلة من المجمعات heterometallic متعدد النوى حتى الآن 1،2،3، والتجربة والخطأ أو طبيعة شاقة من تأليفهم يتطلب تطوير طريقة بسيطة أن ينطبق على مجموعة واسعة من الهياكل.

كما نهجا جديدا لمعالجة هذه المسألة، في عام 2011 بلغنا منهجية الاصطناعية 4،5 حيث تقترن مختلف المجمعات المعادن والوحيدات وجود شاردة الأحماض الأمينية FMOC المحمية بالتتابع لإعطاء متعددةالمعدني صفائف ببتيدية باستخدام بروتوكولات الصلبة مرحلة ببتيد تركيب 6. ونظرا لطبيعة متتالية من التوليف ببتيد، تسلسل معين من مراكز معدنية متعددة هو designable بعقلانية عن طريق التحكم في عدد وترتيب ردود الفعل اقتران تلك أحادية المعدنية المعقدة. وفي وقت لاحق، وكان هذا النهج مزيد معياريا لجعل مختلف أكبر و / أو تشعبت الهياكل مجموعة من خلال الجمع مع الربط التساهمية بين اثنين من صفائف أقصر 7.

هنا سوف نظهر كيفية تركيب هذه المصفوفات ببتيدية multimetallic عادة ما تعمل عن طريق اختيار WSMOCA ذكرت مؤخرا (1 8 CAS RN 1827663-18-2، الشكل 1) كمثال تمثيلا. وعلى الرغم من وصف تركيب مجموعة واحدة بعينها في هذا البروتوكول، ونفس الإجراءات المطبقة على تركيب مجموعة واسعة من سلاسل مختلفة، بما في ذلك أيزومرات 9. نحن نتوقع أن هذا بروتوسوف العقيد إلهام المزيد من الباحثين للمشاركة في علوم المركبات التي تسيطر عليها تسلسل، حيث جزيئات التحقيق كانت عادة حتى الآن البوليمرات الحيوية ولكن نادرا ما تشمل الأمثلة من الأنواع القائمة على المعادن المعقدة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. إعداد المعادن مونمرات مجمع (2 CAS RN 1381776-70-0، 3 CAS RN 1261168-42-6، 4 CAS RN 1261168-43-7، الشكل 1)

  1. إعداد رو مونومر 2
    1. الجمع بين سلف العضوية (5 9 CAS RN 1381776-63-1، الشكل 1) (380 ملغ، 0.48 ملمول) و [رو (ص -cymene) الكلورين 2] ديمر (224 ملغ، 0.37 ملمول) مع بقضيب في 100 مل الرقبة واحدة قارورة جولة القاع.
    2. إضافة الميثانول (MeOH) (25 مل) إلى الخليط، وربط مكثف للمشترك من القارورة، ويقلب تعليق عند 65 درجة مئوية لمدة 3 ساعات في حمام زيت التحكم في درجة حرارته.
    3. تبريد خليط التفاعل إلى درجة حرارة الغرفة وتصفية تعليق من خلال ورق الترشيح عن طريق الشفط.
    4. غسل بقايا على مرشح بدقة مع MeOH حتى يصبح عديم اللون الترشيح بصريا وتجفيف بقايا تحت ضغط منخفض.
    5. الجمع بين بقايا و4 "- (4-ميثيل) -2،2 ': 6 &# 39؛ 2 "-terpyridine (216 ملغ، 0.68 ملمول) مع بقضيب في 100 مل واحدة الرقبة قارورة جولة القاع.
    6. إضافة MeOH (22.5 مل) والماء (2.5 مل) إلى الخليط، وربط مكثف للمشترك من القارورة، ويقلب تعليق على 70 درجة مئوية لمدة 16 ساعة.
    7. تبريد خليط التفاعل إلى درجة حرارة الغرفة وتصفية تعليق.
    8. تجفيف بقايا على مرشح تحت ضغط منخفض وحلها في سلفوكسيد ثنائي ميثيل ([دمس]) (3 مل).
    9. إضافة الحل DMSO ببطء إلى وجود فائض من خلات الإيثيل (EtOAc).
    10. تصفية تعليق الناتجة، وغسل بقايا على مرشح مع EtOAc، وجففه تحت ضغط منخفض.
  2. إعداد حزب العمال مونومر 3
    1. الجمع بين سلف العضوية (6 4 CAS RN 1261168-39-1، الشكل 1) (360 ملغ، 0.50 ملمول) وحزب العمال (cycloocta-1،5-ديين) الكلورين 2 (195 ملغ، 0.52 ملمول) مع بقضيب في 100 مل واحدة الرقبة دورق كروي. </ لى>
    2. إضافة MeOH (15 مل) إلى الخليط، وربط مكثف للمشترك من القارورة، ويقلب تعليق عند 65 درجة مئوية لمدة 12 ساعة.
    3. تبريد خليط التفاعل إلى درجة حرارة الغرفة وتصفية تعليق.
    4. غسل بقايا على مرشح بدقة مع MeOH وجففه تحت ضغط منخفض.
  3. إعداد ره مونومر 4
    1. الجمع بين سلف العضوية (6؛ الشكل 1) (360 ملغ، 0.50 ملمول) وRhCl 3 · 3H 2 O (137 ملغ، 0.52 ملمول) مع بقضيب في 100 مل واحدة الرقبة دورق كروي.
    2. إضافة MeOH (50 مل) إلى الخليط، وربط مكثف للمشترك من القارورة، ويقلب تعليق عند 65 درجة مئوية لمدة 12 ساعة في ظل جو ن 2.
    3. تبريد خليط التفاعل إلى درجة حرارة الغرفة وتصفية تعليق.
    4. غسل بقايا على مرشح بدقة مع MeOH وجففه تحت ضغط منخفض.
    4. 2. إعداد للذوبان في الماء المعدنية العضوية صفيف مجمع 1

    1. FMOC Deprotection من TG سيبر الراتنج
      1. الجمع كما تم شراؤها الراتنج TG سيبر (135 ملغ) مع بقضيب في قارورة 10 مل 2 الرقبة تحمل نزيف في أسفل مجهزة بفلاتر زجاجية و2 في اتجاه وقف الديك (الشكل 2A). توصيل 3 في اتجاه وقف الديك وسدادة الزجاج لمفاصل القارورة.
      2. تبادل الجو الداخلي مع N 2 باستخدام سطر فراغ، ومن ثم تنتفخ الراتنج مع ثنائي كلورو ميثان الصف اللامائية (CH 2 الكلورين 2) (1 مل) (الشكل 2B).
      3. إضافة ثنائي ميثيل الفورماميد اللامائية الصف (DMF) (3 مل)، وتأكسد (1 مل) في هذا النظام ويقلب الخليط لمدة 2.5 ساعة في درجة حرارة الغرفة.
      4. إزالة الحل عن طريق الترشيح من خلال استنزاف. غسل الراتنج مع الصف اللامائية MeOH (3 مل، 3 دقائق مع التحريك) والصف اللامائية CH 2 الكلورين 2 (3 مل، و 3التحريك دقيقة) بالتناوب ثلاث مرات، وبعد ذلك مع الصف اللامائية CH 2 الكلورين 2 (3 مل، 3 دقائق مع التحريك) أربع مرات (الشكل 2C).
      5. الجمع بين كل الحلول التي تم الحصول عليها في 2.1.4 وتمييع لهم الأسيتونتريل (CH 3 CN) إلى حجم 50 مل. نقل قسامة (1 مل) من الحل الناتج في كوفيت الكوارتز مع طول البصري من 1 سم وتمييع مع CH 3 CN (2 مل).
      6. تحديد عدد مول من deprotected شاردة FMOC (و مكرومول) على أساس معامل انقراض ناتج إضافة تأكسد-dibenzofulvene (6234 في 299 نانومتر) (10) والامتصاصية التي تم الحصول عليها الطيفي (أ) من الحل إعدادها من خلال بروتوكول 2.1.5 وفقا لما يلي معادلة:
        و = 0.05 × 10 6 × 3 × ل/ 6234
    2. تحميل رو مونومر 2
      1. إضافة اللامائية الصف CH 2 الكلورين 2 (2.5 مل)، رو مونومر 2 N، N -diisopropylethylamine (ط العلاقات العامة 2 صافي) (20 ميكرولتر) في هذا النظام في ظل جو N 2 إلى الراتنج غسلها ويقلب الخليط لمدة 12 ساعة في درجة حرارة الغرفة (الشكل 2D).
      2. إزالة الحل عن طريق الترشيح من خلال استنزاف. غسل الراتنج مع الصف اللامائية DMSO (3 مل، 5 دقائق مع التحريك) ثلاث مرات، الصف اللامائية MeOH (3 مل، 3 دقائق مع التحريك) والصف اللامائية CH 2 الكلورين 2 (3 مل، 3 دقائق مع التحريك) بالتناوب ثلاث مرات ، والصف اللامائية CH 2 الكلورين 2 (3 مل، 3 دقائق مع التحريك) ثلاث مرات.
      3. إضافة اللامائية الصف CH 2 الكلورين 2 (5 مل)، أنهيدريد البنزويك (0.28 غرام، 1.5 ملمول)، وN -methylimidazole (0.10 مل، 1.5 ملمول) في هذا النظام في ظل جو N 2 إلى الراتنج المغسول ويقلبالخليط لمدة 2 ساعة في درجة حرارة الغرفة.
      4. إزالة الحل عن طريق الترشيح من خلال استنزاف. غسل الراتنج مع الصف اللامائية CH 2 الكلورين 2 (3 مل، 3 دقائق مع التحريك) والصف اللامائية MeOH (3 مل، 3 دقائق مع التحريك) بالتناوب ثلاث مرات، ثم مع CH-الصف اللامائية 2 الكلورين 2 (3 مل، و 3 التحريك دقيقة) ثلاث مرات.
      5. كرر بروتوكولات كما هو موضح في 2.1.3-2.1.6 لتحديد عدد مول من تحميل رو مونومر 2.
    3. تحميل Fmoc- والجانب بقايا العالي بوتيل (ر بو) ğ أشخاصا مشمولين (L) حمض -glutamic (غلو) (7 CAS 71989-18-9 RN، الشكل 1)
      1. إضافة اللامائية الصف CH 2 الكلورين 2 (4.5 مل)، حمض الغلوتاميك · H 2 O (39.4 ملغ، 88.8 مكرومول)، HBTU (50.5 ملغ، 133.2 مكرومول)، الصف اللامائية DMSO (0.5 مل)، وأنا العلاقات العامة 2 صافي ( 50 ميكرولتر) في هذا النظام في ظل جو N 2 إلى الراتنج المغسول ويقلب الخليط لمدة 12 ساعة في غرفة الشركة المصرية للاتصالاتmperature (2E الشكل).
        ملاحظة: كميات من حمض الغلوتاميك · H 2 O وHBTU وانخفض تدريجيا من الخطوات 2،3-2،7 للحفاظ على حساب العناصر المتفاعلة بهم إلى رد الفعل -NH 2 وظيفة على ثابت الراتنج.
      2. كرر بروتوكولات كما هو موضح في 2.2.2-2.2.4.
      3. أخذ جزء صغير من الراتنج من القارورة ووضعها في مزيج من حمض trifluoroacetic (CF 3 CO 2 H) (2.5 ميكرولتر)، triethylsilane (ET 3 سيح) (0.5 ميكرولتر)، و1،2-ثنائي كلورو إيثان ( 47 ميكرولتر). يصوتن الخليط لمدة 0.5 ساعة واستخدام الحل الناتج عن قياس الطيف الكتلي 4،7،8،9 (الشكل 3A).
      4. كرر بروتوكولات كما هو موضح في 2.1.3-2.1.6 لتحديد عدد مول من تحميل غلو.
    4. تحميل حزب العمال مونومر 3
      1. إضافة اللامائية الصف (مكرومول 32.9 ملغ، 33.3) DMSO (4.5 مل)، وحزب العمال مونومر، HBTU (18.9 ملغ و 50.0 مكرومول)، الصف اللامائية CH 2البنود 2 (0.5 مل)، وأنا العلاقات العامة 2 صافي (20 ميكرولتر) في هذا النظام في ظل جو N 2 إلى الراتنج غسلها ويحرك الخليط لمدة 12 ساعة في درجة حرارة الغرفة (الشكل 2F).
      2. كرر بروتوكولات كما هو موضح في 2.2.2-2.2.5 لتحديد عدد مول من تحميل حزب العمال مونومر 3.
    5. تحميل حمض الغلوتاميك
      1. إضافة اللامائية الصف CH 2 الكلورين 2 (4.5 مل)، حمض الغلوتاميك · H 2 O (27.8 ملغ، 62.9 مكرومول)، HBTU (35.8 ملغ، 94.4 مكرومول)، الصف اللامائية DMSO (0.5 مل)، وأنا العلاقات العامة 2 صافي ( 50 ميكرولتر) في هذا النظام في ظل جو N 2 إلى الراتنج غسلها ويقلب الخليط لمدة 12 ساعة في درجة حرارة الغرفة.
      2. كرر بروتوكولات كما هو موضح في 2.3.2-2.3.4 (الشكل 3B).
    6. تحميل ره مونومر 4
      1. إضافة DMSO الصف اللامائية (4.5 مل)، ره مونومر 4 (21.8 ملغ، 23.3 مكرومول)، HBTU (13.3 ملغ، 35.0 مكرومول)، الصف اللامائية CH 2 الكلورين 2 (0.5 مل)، وأنا العلاقات العامة 2 صافي (20 ميكرولتر) في هذا النظام في ظل جو N 2 إلى الراتنج المغسول ويقلب الخليط لمدة 12 ساعة في درجة حرارة الغرفة (الشكل 2G).
      2. كرر بروتوكولات كما هو موضح في 2.2.2.
      3. كرر بروتوكولات كما هو موضح في 2.6.1.
      4. كرر بروتوكولات كما هو موضح في 2.2.2-2.2.5 لتحديد عدد مول من تحميل ره مونومر 4.
    7. تحميل حمض الغلوتاميك
      1. إضافة اللامائية الصف CH 2 الكلورين 2 (4.5 مل)، حمض الغلوتاميك · H 2 O (20.4 ملغ، 46.0 مكرومول)، HBTU (26.2 ملغ، 69.0 مكرومول)، الصف اللامائية DMSO (0.5 مل)، وأنا العلاقات العامة 2 صافي ( 50 ميكرولتر) في هذا النظام في ظل جو N 2 إلى الراتنج غسلها ويقلب الخليط لمدة 12 ساعة في درجة حرارة الغرفة.
      2. كرر بروتوكولات كما هو موضح في 2.3.2-2.3.4 (الشكل 3C).
    8. تحميل 2- [2- (2-methoxyethoxy) ethoxy] الخليك (تي إي جي) حامض (8 CAS 16024-58-1 RN، الشكل 1)
      1. إضافة اللامائية الصف CH 2 الكلورين 2 (3 مل)، وحمض تي إي جي (14 ميكرولتر، 91.0 مكرومول)، HBTU (51.7 ملغ، 136.5 مكرومول)، الصف اللامائية CH 2 الكلورين 2 (2 مل)، وأنا العلاقات العامة 2 صافي ( 50 ميكرولتر) في هذا النظام في ظل جو N 2 إلى الراتنج غسلها ويقلب الخليط لمدة 12 ساعة في درجة حرارة الغرفة.
      2. إزالة الحل عن طريق الترشيح من خلال استنزاف. غسل الراتنج مع الصف اللامائية DMSO (3 مل، 5 دقائق مع التحريك) مرتين، الصف اللامائية MeOH (3 مل، 3 دقائق مع التحريك) والصف اللامائية CH 2 الكلورين 2 (3 مل، 3 دقائق مع التحريك) بالتناوب ثلاث مرات ، والصف اللامائية CH 2 الكلورين 2 (3 مل، 3 دقائق مع التحريك) ثلاث مرات.
    9. انشقاق من الراتنج في نهاية تركيب الحالة الصلبة
      1. غسلالراتنج مع ايثر (4 مل، 5 دقائق مع التحريك) ثلاث مرات، جففه تحت فراغ، وتضخم مع الصف اللامائية CH 2 الكلورين 2 (1 مل، 5 دقائق مع التحريك).
      2. إضافة خليط من CF 3 CO 2 H (0.1 مل)، وآخرون 3 سيح (20 ميكرولتر)، و1،2-ثنائي كلورو إيثان (1.9 مل) لتعليق ويقلب الخليط لمدة 12 ساعة في درجة حرارة الغرفة.
      3. إزالة الحل عن طريق الترشيح من خلال استنزاف، إضافة مزيج جديد من CF 3 CO 2 H (0.1 مل)، وآخرون 3 سيح (20 ميكرولتر)، و1،2-ثنائي كلورو إيثان (1.9 مل) إلى الراتنج، ويقلب الخليط لمدة 1 ساعة في درجة حرارة الغرفة.
      4. كرر الخطوة 2.9.3 حتى الحل يصبح عديم اللون بصريا (الشكل 2H).
      5. الجمع بين كل الحلول كما تم الحصول عليها من خلال بروتوكولات 2.9.2-2.9.4 وتحليل محتويات الحل الناجم عن ذلك الكتلة الطيفي 4،7،8،9 (الشكل 3D).
      6. إزالة الأنواع المضطربة الحل عن طريق evaporatioن وتذوب بقايا في خليط من CF 3 CO 2 H (0.2 مل)، وآخرون 3 سيح (40 ميكرولتر)، و1،2-ثنائي كلورو إيثان (3.8 مل).
      7. يحرك الخليط لمدة 24 ساعة في درجة حرارة الغرفة وتحليل محتويات الحل الناجم عن ذلك الطيف الكتلي 4،7،8،9 لتأكيد deprotection كاملة من مجموعة تي بو على بقايا الجانب من 1 (الشكل 3E).
      8. إزالة الأنواع المتقلبة من الحل عن طريق التبخر.
    10. تنقية 1
      1. يصوتن بقايا صلبة كما تم الحصول عليها من خلال بروتوكول 2.9 في CH 2 الكلورين 2 و صب الحل. كرر هذه العملية حتى يصبح الحل صب عديم اللون بصريا.
      2. تحليل محتويات الفضلات الصلبة الناتجة من قياس الطيف الكتلي 4،7،8،9.
      3. غسل بقايا مع MeOH (100 ميكرولتر / 10 ملغ) مع صوتنة، صب الحل، وتحليل محتويات الناتجة الصورةبقايا olid التي كتبها الطيف الكتلي 4،7،8،9.
      4. حل هذه البقايا (1 ملغ) في خليط من CH 3 CN (90 ميكرولتر) والمياه (10 ميكرولتر) من خلال صوتنة والجمع بين الحل الناتج مع الفوسفات مخزنة المالحة (800 ميكرولتر، 10 ملم، ودرجة الحموضة = 7.4). يصوتن الخليط واحتضان ذلك عند 37 درجة مئوية لمدة 24 ساعة.
      5. استخراج الأنواع الملونة في طاف صب مع خليط من 1،2-ثنائي كلورو إيثان (500 ميكرولتر)، CH 3 CN (20 ميكرولتر)، وCF 3 CO 2 H (20 ميكرولتر). تحليل مستخلص من قبل الكتلة الطيفي 4،7،8،9 (الشكل 3F).
      6. كرر استخراج حتى تصبح المرحلة المائية عديم اللون بصريا. الجمع بين الحلول العضوية وإزالة الأنواع المتقلبة عن طريق التبخر.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

ويبين الشكل 1 الهياكل الجزيئية للالنهائية المجمع المستهدف والسلائف، وسيطة. ويبين الشكل 2 الصور من الراتنج ويبين الشكل 3 أطياف MALDI-TOF الشامل للعينات في خطوات الإجراء المحدد. صور من الشكل 2A إلى 2H تظهر التغييرات في لون ومظهر من الراتنج أنه يخضع خلال خطوات التفاعل في المادة 2 من البروتوكول. يستخدم MALDI-TOF الطيف الكتلي لتتبع ردود الفعل ولتأكيد وجود الأنواع المستهدفة كما هو متوقع.

شكل 1
الشكل 1. الهياكل الجزيئية من WSMOCA والسلائف، وسيطة (1) WSMOCA المستهدفة؛ (2، 3، 4) رو، وحزب العمال، وره أحادية، على التوالي؛ (5) مقدمة العضوية لرو مونومر 2. (6) مقدمة العضوية لحزب العمال مونومر 3 و ره مونومر 4؛ (7) غلو. (8) حامض TEG. (9، 10، 11) وسيطة الاصطناعية ليتم الكشف على 2.3.3، 2.5.2، 2.7.2 و، على التوالي. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2
الشكل 2. عدد من الراتنج في الخطوات الاصطناعية اختيار صور من (أ) كما تم شراؤها الراتنج TG سيبر في الأواني الزجاجية لتركيب الحالة الصلبة على 2.1.1؛ (ب) تضخم الراتنج في CH 2 الكلورين 2 (ج) الراتنج غسلها بعد deprotection الجماعات FMOC في 2.1.4. (د) الراتنج مع وقف التنفيذ في حل للتحميل من رو مونومر 2 في 2.2.1. (ه) الراتنج مع وقف التنفيذ في حل للتحميل من غلو في 2.3.1. (و) الراتنج مع وقف التنفيذ في حل للتحميل من حزب العمال مونومر 3 في 2.4.1. (ز) الراتنج معلقة في حل للتحميل ره مونومر 4 في 2.6.1. (ح) الراتنج معلقة في حل للتفاعل انشقاق في 2.9.4. يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل (3)
الرقم 3. آثار من إعداد 1 determ. INED عن طريق التحليل الطيفي الشامل MALDI-TOF أطياف الشامل من العينات والمشقوق-من الراتنج في الخطوات مختارة من تركيب الحالة الصلبة (الإجراءات (أ) 2.3.3 لتأكيد وجود 9؛ (ب) 2.5.2 لتأكيد وجود 10؛ (ج) 2.7.2 لتأكيد وجود 11؛ (د) 2.9.5 لتأكيد وجود 1) وتلك العينات في الخطوات التالية (الإجراءات (ه) 2.9.7 لتأكيد deprotection كاملة من مجموعة تي بو على بقايا الجانب من 1؛ (و) 2.10.5 لتأكيد عدم وجود أي إشارات رئيسية أخرى من ذلك من 1) الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

إزالة كاملة من المواد الكيميائية غير المرغوب فيها من الراتنج ليست دائما ممكنة ببساطة عن طريق الغسيل مع المذيبات التي يمكن بسهولة حل تلك المواد الكيميائية. وهناك تقنية رئيسية لغسل بكفاءة الراتنج هو يؤدي إلى تضخم وانكماش بشكل متكرر بحيث ستضطر المواد الكيميائية المتبقية الداخل الى الخارج. هذا هو السبب في أن يعامل الراتنج في إجراءاتنا مع CH 2 الكلورين 2 و MeOH بالتناوب كما هو غسلها (على سبيل المثال، بروتوكول 2.1.4).

ونتيجة لذلك من عدة ردود فعل اقتران المتعاقبة غير الكمية، يمكن أن كمية مجموعة المستهدفة في خليط كما المشقوق في نهاية لتركيب الحالة الصلبة تكون صغيرة. على الرغم من أن عادة تجرى كل رد فعل في تركيب الحالة الصلبة مرة واحدة فقط، ونفس رد الفعل اقتران يمكن أن يتكرر عدة مرات، كما حدث مثلا في بروتوكول 2.6، إذا كان ذلك ضروريا لتحسين العائد اقتران العام للخطوة رد فعل المقابلة. بتكرار نفس coupliرد فعل نانوغرام مرتين، العائد على ~ 10٪ أكبر من رد فعل اقتران المقابلة يمكن أن تتحقق.

وعلى النقيض من مونومرات الأحماض الأمينية FMOC المحمية تستخدم عادة لالصلبة مرحلة التوليف ببتيد، تلك أحادية تحمل مجمع معدنية لصفائف ببتيدية multimetallic تظهر عموما العائد لا تزيد عن 80٪ في تفاعلات الاقتران بها على سطح الراتنج. إعاقة فراغية بسبب وجود شاردة معدنية ضخمة معقدة تلعب دورا، وإدخال وحدة من الأحماض الأمينية واحد في C-محطة مونومر أحيانا تحسن العائد اقتران لها بشكل كبير. ولكن، حتى هذه تعديلات على الهيكل مونومر لا تزال غير كافية لتحسين ردود الفعل اقتران الكمية. هذا هو مسألة ينبغي التصدي لها في المستقبل، ولا سيما لإنتاج عالية الإنتاجية من صفائف ببتيدية multimetallic عبر أتمتة العملية برمتها من هذه المنهجية، كما أنشئت بالفعل في حالة الصلبة مرحلة التوليف ببتيد. مقارنة مع تركيب حل المرحلة، واحدة من المزايا الهامة لتركيب الحالة الصلبة هو سهولة انفصال من المنتجات التي تعلق على راتنج من المواد الكيميائية الأخرى في حل عن طريق الترشيح وغسل المذيبات التي يمكن أن تذوب لهم. 11 وهذا مفيد بشكل خاص لل تركيب الأنواع multimetallic الذي فصل / تنقية ليست سهلة مع الطرق الأخرى. وفقا لذلك، سلط الضوء على بروتوكول هنا هو الخيار الواقعي الوحيد لجعل صفائف ببتيدية multimetallic وجود تسلسل محدد سلفا من ثلاثة أو أكثر من المعادن المختلفة. وعلاوة على ذلك، نظرا لبساطة هذه الطريقة، يمكن للبروتوكول تغطية إنتاج مجموعة أوسع بكثير من المجمعات heteronuclear multimetallic من تلك التي يمكن الوصول إليها من النهج الاصطناعية، بالفعل موجود 1،2،3.

كما المركبات التي تنتجها هذه الطريقة تمتلك سلسلة تسيطر تماما من مراكز المعدنية على طول العمود الفقري ببتيد، فهي نداءجي المرشحين للتحقيق في الآثار المترتبة على مثل هذه الهياكل التنظيم تسلسل على التفاعل مع جزيئات ذات الصلة الحيوي (على سبيل المثال، والببتيدات والبروتينات والأحماض النووية، والسكريات، والتي لها أيضا تسلسل منظم في هيكلها). هذا هو الحافز الذي يدفعنا لجعل المنتجات للذوبان في الماء.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Dichloro(1,5-cyclooctadiene)platinum(II) TCI D3592
Rhodium(III) chloride trihydrate Kanto Chemical 36018-62
Phosphate buffered saline, tablet Sigma Aldrich P4417-50TAB 
NovaSyn TG Sieber resin Novabiochem 8.55013.0005
HBTU TCI B1657
Benzoic anhydride Kanto Chemical 04116-30
Trifluoroacetic acid Kanto Chemical 40578-30
Triethylsilane TCI T0662
2-[2-(2-Methoxyethoxy)ethoxy]acetic acid Sigma Aldrich 407003 Dried over 3 Å sieves
Dithranol Wako Pure Chemical Industries 191502
N-methylimidazole TCI M0508
Piperidine Kanto Chemical 32249-30
4'-(4-methylphenyl)-2,2':6',2"-terpyridine Sigma Aldrich 496375
Dehydrated grade dimethylsulfoxide Kanto Chemical 10380-05 
Dehydrated grade methanol Kanto Chemical 25506-05 
Dehydrated grade dichloromethane Kanto Chemical 11338-84
MeOH Kanto Chemical 25183-81 
Dimethylsulfoxide Kanto Chemical 10378-70
Ethyl acetate Kanto Chemical 14029-81
Acetonitrile Kanto Chemical 01031-70 
1,2-dichloroethane Kanto Chemical 10149-00
Diethyl ether Kanto Chemical 14134-00 
Dichloromethane Kanto Chemical 10158-81

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Takanashi, K., et al. Heterometal Assembly in Dendritic Polyphenylazomethines. Bull. Chem. Soc. Jpn. 80, 1563-1572 (2007).
  2. Packheiser, R., Ecorchard, P., Rüffer, T., Lang, H. Heteromultimetallic Transition Metal Complexes Based on Unsymmetrical Platinum(II) Bis-Acetylides. Organometallics. 27, 3534-3536 (2008).
  3. Sculfort, S., Braunstein, P. Intramolecular d10-d10 Interactions in Heterometallic Clusters of the Transition Metals. Chem. Soc. Rev. 40, 2741-2760 (2011).
  4. Vairaprakash, P., Ueki, H., Tashiro, K., Yaghi, O. M. Synthesis of Metal-Organic Complex Arrays. J. Am. Chem. Soc. 133, 759-761 (2011).
  5. Jacoby, M. Synthesis: Method Couples Various Metals in Predetermined Sequences. C&EN. 89, (2011).
  6. White, P., Eds Dörner, B. Synthetic Notes. Peptide Synthesis 2008/2009. , Merck: Germany. (2009).
  7. Sajna, K. V., Fracaroli, A. M., Yaghi, O. M., Tashiro, K. Modular Synthesis of Metal-Organic Complex Arrays Containing Precisely Designed Metal Sequences. Inorg. Chem. 54, 1197-1199 (2015).
  8. Sukul, P. K., et al. A Water-Soluble Metal-Organic Complex Array as a Multinuclear Heterometallic Peptide Amphiphile That Shows Unconventional Anion Dependency in Its Self-Assembly. Chem. Commun. 52, 1579-1581 (2016).
  9. Fracaroli, A. M., Tashiro, K., Yaghi, O. M. Isomers of Metal-Organic Complex Arrays. Inorg. Chem. 51, 6437-6439 (2012).
  10. Gude, M., Ryf, J., White, P. D. An Accurate Method for the Quantitation of Fmoc-Derivatized Solid Phase Supports. Letters in Peptide Science. 9, 203-206 (2002).
  11. Merrifield, R. B. Solid Phase Peptide Synthesis. I. The Synthesis of a Tetrapeptide. J. Am. Chem. Soc. 85, 2149-2154 (1963).

Tags

الكيمياء، العدد 116، المجمعات heterometallic متعدد النوى، الصلبة مرحلة التوليف ببتيد، للذوبان في الماء، الروثينيوم، البلاتين والروديوم
توليف مجموعة معقدة للذوبان في الماء المعدنية العضوية
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Bose, P., Sukul, P. K., Yaghi, O.… More

Bose, P., Sukul, P. K., Yaghi, O. M., Tashiro, K. Synthesis of a Water-soluble Metal–Organic Complex Array. J. Vis. Exp. (116), e54513, doi:10.3791/54513 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter