Dynamic covalent assembly of tribenzotriquinacenes into molecular cubes

Abstract

Molecular cubes constructed from catechol-functionalized tribenzotriquinacenes and 1,4-phenylene diboronic acids were synthesized in a one-pot procedure by crosslinking 20 individual components through a dynamic covalent approach. Structural identity of the nanocubes was confirmed by mass spectrometry and (1)H-NMR spectroscopy.

Topological landscapes of porous organic cages

“…There are examples of BBs designed to meet the appropriate geometrical requirements for, for example, forming a molecular cube in an [8 + 12] reaction of eight corner units (with angles of ∼90°) and 12 linear struts for the edge, 30,31 or forming a cuboctahedron via molecular panelling of tritopic and tetratopic BBs. 32 More commonly, once a particular polyhedral cage has been made, a family of related polyhedra can be synthesised via small variations in the functionality of one or the other of the BBs.…”

Kovalente organische Netzwerke und Käfigverbindungen: Design und Anwendungen von polymeren und diskreten organischen Gerüsten

“…Über die ersten Synthesen von sphärischen Objekten wie Cuban [72] oder Carce-randen [73] wurde zwar schon vor einigen Jahrzehnten berichtet;d ie mehrstufigen Syntheserouten unter irreversibler Bindungsknüpfung waren jedoch durch sehr schlechte Ausbeuten und aufwändige Reinigungsschritte beeinträchtigt. Die beiden mit weitem Abstand am häufigsten eingesetzten Reaktionstypen fürd ie Synthese von COFs und Käfigen sind Boronatester- [75,76,80] (Schema 1) und Iminkondensationen [59,77,81] [83][84][85] als auch Boroxinkondensationen [86] wurden auch fürd ie Herstellung von kovalenten organischen Käfigen eingesetzt. Die Bildung von kovalenten, aber reversiblen Bindungen ist fürorganische Reaktionen wegen der üblicherweise recht großen Bindungsstärken nicht die Norm, kann aber trotzdem füre inige Kondensations-und Additionsreaktionen beobachtet werden.…”

“…Die Arbeitsgruppe von Cooper entwickelte eine ganze Serie an Käfigstrukturen CCx,d ie aus 1,3,5-Triformylbenzol und verschiedenen 1,2-Diaminovorstufen wie 1,2-Diaminocyclohexan, [139,140] 1,2-Diaminocyclopentan [141] oder Ethylendiamin [140] zusammengesetzt sind. AusT etraformylcavitanden und Alkyldiaminen konnten oktaedrische Käfige erhalten werden, [143][144][145] während kubische Strukturen aus einem chiralen Cyclotriveratrylentrisaldehyd (CTV) und 1,4-Phenylendiamin [146] oder durch die [8+ +12]-Cokondensation eines Hexahydroxytribenzotriquinacens (TBTQ) mit 1,4-Phenylendiboronsäure [85] erhalten wurden. [142] Fürnoch grçßere Strukturen sind bis jetzt nur sehr wenige Beispiele bekannt.…”

“…[85,86] Brønsted-Säuren wie AcOH [93][94][95] oder Metalltriflate als wasserverträgliche Lewis-Säuren [196] werden typischerweise zur Katalyse der Iminbildung eingesetzt. Sowohl die präzise Kontrolle der nanoskaligen Morphologie als auch verlässliche Vorschriften fürd ie Prozessierung der Materialien sind Schlüsselfaktoren fürd ie Entwicklung von zukünftigen Anwendungen dieser Strukturen.…”

Self-assembled Cages and Capsules Using Cyclotriveratrylene-type Scaffolds

“…CTC has also been used to form a three-dimensional (3D) chemical architecture through simultaneous dynamic boronate esterification and dynamic imine formation; however, in this construct the CTC fragments are oriented outwards, which excludes the formation of a hydrophobic cavity for guest binding. 13 In related chemistry, dynamic boronic ester formation has recently been used to form molecular cubes similar to 1 from a catecholfunctionalized tribenzotriquinacene®which are related to CTVs but are conformationally inflexible®combined with 1,4-phenylene diboronic acids, 14 and tetramethyltribenzotriquinacenes have been used to form cryptophanes. 15 There are relatively few examples of hydrogen-bonded CTG-type capsules in solution, the majority of which require a guest to form template assembly.…”