成功突破大位阻: 10 个烷氧基位全被取代的柱芳烃

学术   科学   2024-07-22 14:01   上海  


 

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科研进展

来自日本的研究人员首次克服空间位阻,在柱[5]芳烃的所有 10 个烷氧基位置上都实现了苯基的取代。
柱[n]芳烃 (pillar[n]arene) 因其分子的圆柱形柱而得名。同其它大环化合物一样,它们可以在中心孔中容纳客体分子,具有包括传感和药物输送在内的多种用途。
  • 柱[5]芳烃结构式与主客体化学

人们一直希望发展出新的柱[n]芳烃结构,但这是一项具有挑战性的目标。实现这一目标的一种方法是取代边缘上的烷氧基,这通常会改变大环的性质。然而,当这种取代涉及大分子芳香基团时,空间位阻会使多个位点的取代变得困难。尽管五元环以前曾被取代到柱[n]芳烃上,但所得结构是破碎而非是柱状的。这反过来又影响了它们参与主客体化学的能力。

近日,日本京都大学 Tomoki Ogoshi 课题组创造出了所有 10 个可用位置上被加上了苯基取代基的柱[5]芳烃。尽管这些大基团的空间位阻阻碍了 10 个位点全部取代的实现,但研究人员们通过使用卡宾配位钯配合物实现了这一点。这种催化剂比以往使用的催化剂更稳定,使他们能够提升反应温度。全部取代后得到的化合物依然维持了经典的圆柱状结构。

  • Chem. Sci., 2024, DOI: 10.1039/d4sc01042f

这种新型全芳基取代的柱[5]芳烃在主客体能力方面较为有限,这可能部分是源于边缘的空间位阻。然而,其中一种新型柱[5]芳烃能够将二氯甲烷分子纳入其孔中。这一结果表明,空间位阻的微小变化可以改变柱[n]芳烃的性质,并可能改变大环化合物的结构。

  • Chem. Sci.2024, DOI: 10.1039/d4sc01042f
Reference
T Kaneda et al, Chem. Sci., 2024, DOI: 10.1039/d4sc01042f 
  

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