Supramolekulare Koordinationschemie – Synergie von Zufallsentdeckung und rationalem Design

Abstract

Supramolekulare Koordinationsverbindungen haben mehrere Vorteile gegenüber ihren organischen Pendants: Sie sind in Eintopf‐Reaktionen in hohen Ausbeuten zugänglich und weisen physikalische Eigenschaften auf, die organischen Molekülen in der Regel fehlen. Darüber hinaus ermöglichen ihre schwachen, reversiblen nicht‐kovalent bindenden Wechselwirkungen die Behebung von Fehlverknüpfungen durch Selbstreparaturmechanismen. Dieser Aufsatz beschreibt Entwicklungen in der supramolekularen Koordinationschemie, die ausgehend von Zufallsentdeckungen mithilfe rationalen Designs gemacht wurden. Das Auffinden von Parallelen bei der Entstehung verschiedener supramolekularer Architekturen ermöglicht eine Vorhersage von Ergebnissen in ähnlichen Fällen. Die supramolekulare Synthese verläuft in etwa nach Regeln, wie sie das “lead sheet” zur Improvisation in einem kleinen Jazz‐Ensemble vorgibt, und kann daher zu unvorhergesehenen Resultaten führen. Detaillierte Symmetriebetrachtungen haben basierend auf den Grundregeln der Koordinationschemie jüngst die Entwicklung rationaler Strategien für den Aufbau der verschiedensten Nanostrukturen mit geplanter Größe und Gestalt ermöglicht.

Formation of Metal‐Assisted Stable Double Helices in Dimers of Cyclic Bis‐Tetrapyrroles that Exhibit Spring‐Like Motion

“…The residue was purified by silica gel column chromatography (Wakogel C300, 5 % MeOH/CH 2 Cl 2 ) to afford 3TEGPh-DPM (284. 4 2-tert-Butyl-1,3-bis(3-dipyrrolylmethylphenylethynyl)benzene (tBuPhmmm-DPM): Aldehyde tBuPh-mmm-FOR (120 mg, 0.31 mmol) was dissolved in pyrrole (6.0 mL) and degassed by bubbling with nitrogen for 10 min. Trifluoroacetic acid (6.0 mL, 0.035 mmol) was added and the solution was stirred under N 2 at room temperature for 40 min and then quenched with triethylamine (0.4 mL).…”

Preorganized, Macromolecular, Gene‐Delivery Systems

“…In fact, the marriage of GNPs and DNA is a notable case of synergistic effect of serendipitous observation and rational design (not so unusual in supramolecular chemistry!). [33] When a solution of GNPs in aqueous phosphate buffer was left for a long time, agglutination occurred, with the phosphate ions acting as a glue as seen from microscopic evidence. [34] NMR supported the existence of sugar-to-phosphate O À H··· À O À P hydrogen bonds in the aggregates (50-100 nm), which may further induce inter-GNP sugar-sugar hydrogen bonding and ultimately results in desolvation and entropy driven complexation.…”

Transformative Binding and Release of Gold Guests from a Self‐Assembled Cu8L4 Tube

“…The complex guests of 2 and 3 were not stable in DMSO solution; dissolution of 2 or 3 prepared with 13 C-labeled Au(CN) 2 À in DMSO gave only a simple 13 C NMR signal corresponding to free Au(CN) 2 À . Evaporation of the DMSO and addition of acetonitrile resulted in the partial regeneration of 1-D 4 and 2 or 3 along with insoluble material which we infer to be oligomer or polymer generated from Au(CN) 2 À .…”

“…[2a, 12] In order to investigate the specific binding and transformation of linear substrates within rigid tubular hosts, we designed and synthesized tetramine subcomponent A (Figure 1). Based on modeling studies [13] and our prior experience with copper(I)-templated subcomponent selfassembly, [14] we predicted A to have the correct geometry to assemble into a Cu 8 L 4 8+ host with a narrow central channel. Indeed, A, 6-methyl-2-formylpyridine and tetrakis(acetonitrile)copper(I) tetrafluoroborate reacted in the ratios shown in Figure 1 to form the deep red-purple product 1 in acetonitrile.…”