Två fenylen nanorer sammanfogade av en vriden central bensen, visar en struktur som liknar siffran 8. Kredit:ZHANG Xinyu et al.
Forskargruppen ledd av prof. Du Pingwu från University of Science and Technology of China (USTC) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) syntetiserade först framgångsrikt en helt fenylen bismakrocykel (bis- betyder två) med siamesisk tvillingstruktur och använde fulleren som gästmolekyler för att sätta ihop ett jordnötsformat supramolekylärt komplex. Denna studie publicerades i Angewandte Chemie .
Som en ny typ av kolmaterial, kolnanorör (CNT) har väckt stor uppmärksamhet på grund av deras enastående mekaniska och fotofysiska egenskaper. Dock, syntesen av CNT eller CNT-fragment med selektiv enkel struktur är fortfarande en utmaning.
Denna studie rapporterade en konjugerad högt ansträngd all-fenylen Siamese-tvilling bismakrocykel, SCPP[10]. Två fenylennanorer, [10]CPP, sammanfogad av en vriden central bensen, visar en unik 3D-struktur som liknar siffran 8.
Den önskade strukturen realiseras genom exakt val av lämpliga byggnadsenheter. Avbildning med skanningstunnelmikroskopi (STM) karakteriserade ytterligare denna konjugerade molekyl med siamesisk tvillingformad struktur i atomär skala.
Forskare tillämpade UV-vis absorption, fluorescens, och teoretiska beräkningar för att karakterisera fysikaliska egenskaper hos SCPP[10]. Resultaten visar att det fanns en betydande rödförskjutning av UV-vis-spektrum och fluorescens jämfört med ringkomponenten [10]CPP, indikerar distinkt icke-planar förlängd π-konjugerad förbättring. På motsvarande sätt, emissionsfärgerna för SCPP[10] och [10]CPP var gula och blå under en handhållen UV-lampa.
Struktur (a) och teoretiska beräkningsmodeller (b) för SCPP[10]. STM-bilden (c) visar en siamesisk tvillingformad struktur av SCPP[10]. UV-vis-absorptions- och fluorescensspektra för [10]CPP (nanoreringskomponenten i SCPP[10]) och SCPP[10] visas i (d) och två molekyler under UV-bestrålning vid 365 nm. Visas i (e). Kredit:ZHANG Xinyu et al.
Förutom, töjningsenergin och den största interfenylentorsionsvinkeln för denna bismakrocykel var upp till 110,59 kcal/mol respektive 46,07°. Dess centrala bensen hade en vriden vinkel på 10,05°. Dessa nya fysiska karakteriseringar ovan tillskrevs alla den speciella strukturen hos SCPP[10].
Vidare, SCPP[10] blev en riktig supramolekylär värd på grund av dess krökta bismakrocykliska utrymme och lämpliga diameter. Ett jordnötsformat 1:2 värd-gästkomplex kan bildas efter SCPP[10], jordnötsskalet, fånga två PCBM (fullerenderivat) molekyler som frön. Bindningskonstanterna K beräknades också enligt UV-vis titreringen, och förhållandet 1:2 bevisades av en jobbplot.
Ett jordnötsformat 1:2 värd-gästkomplex kan bildas efter SCPP[10], jordnötsskalet, fånga två PCBM (fullerenderivat) molekyler som frön. Kredit:ZHANG Xinyu et al.
Med unika fotofysiska egenskaper och topologistruktur, SCPP[10] har ökat som en lovande kolrik molekyl inom fotoelektriska och supramolekylära materialfält.
