Deux nanocycles de phénylène reliés par un benzène central torsadé, montrant une structure similaire au nombre 8. Crédit :ZHANG Xinyu et al.
L'équipe de recherche dirigée par le professeur Du Pingwu de l'Université des sciences et technologies de Chine (USTC) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) a d'abord réussi à synthétiser un bismacrocycle entièrement phénylène (bis- signifie deux) avec une structure siamoise-jumelle et utilisé le fullerène comme molécules invitées pour assembler un complexe supramoléculaire en forme de cacahuète. Cette étude a été publiée dans Angewandte Chemie .
En tant que nouveau type de matériau en carbone, les nanotubes de carbone (CNT) ont attiré l'attention en raison de leurs propriétés mécaniques et photophysiques exceptionnelles. Cependant, la synthèse de NTC ou de fragments de NTC à structure simple sélective reste un défi.
Cette étude a rapporté un bismacrocycle siamois-jumeau conjugué hautement tendu tout en phénylène, SCPP[10]. Deux nanocycles phénylène, [10]RPC, unis par un benzène central torsadé, montrant une structure 3D unique similaire au nombre 8.
La structure souhaitée est réalisée grâce à une sélection précise des unités de construction appropriées. L'imagerie par microscopie à effet tunnel (STM) a en outre caractérisé cette molécule conjuguée avec une structure en forme de jumeau siamois à l'échelle atomique.
Les chercheurs ont appliqué l'absorption UV-vis, fluorescence, et des calculs théoriques pour caractériser les propriétés physiques du SCPP[10]. Les résultats montrent qu'il existait un redshift significatif du spectre UV-vis et de la fluorescence par rapport à la composante annulaire [10]CPP, indiquant un rehaussement -conjugué étendu non plan distinctif. En conséquence, les couleurs d'émission de SCPP[10] et [10]CPP étaient jaune et bleu sous une lampe UV à main.
Structure (a) et modèles de calcul théoriques (b) de SCPP[10]. L'image STM (c) montre la structure en forme de jumeaux siamois de SCPP [10]. Les spectres d'absorption UV-vis et de fluorescence de [10]CPP (le composant nanoring de SCPP[10]) et SCPP[10] sont présentés en (d) et deux molécules sous irradiation UV à 365 nm. Est montré en (e). Crédit :ZHANG Xinyu et al.
Outre, l'énergie de déformation et le plus grand angle de torsion interphénylène de ce bismacrocycle atteignaient respectivement 110,59 kcal/mol et 46,07°. Son benzène central avait un angle de torsion de 10,05°. Ces nouvelles caractérisations physiques ci-dessus ont toutes été attribuées à la structure spéciale de SCPP[10].
Par ailleurs, SCPP[10] est devenu un hôte supramoléculaire approprié en raison de son espace bismacrocyclique incurvé et de son diamètre approprié. Un complexe hôte-invité 1:2 en forme de cacahuète pourrait être formé après SCPP[10], la coque d'arachide, capturer deux molécules de PCBM (dérivés du fullerène) sous forme de graines. Les constantes de liaison K ont également été calculées selon le titrage UV-vis, et le rapport 1:2 a été prouvé par un diagramme de Job.
Un complexe hôte-invité 1:2 en forme de cacahuète pourrait être formé après SCPP[10], la coque d'arachide, capturer deux molécules de PCBM (dérivés du fullerène) sous forme de graines. Crédit :ZHANG Xinyu et al.
Avec des propriétés photophysiques et une structure topologique uniques, Le SCPP[10] est devenu une molécule prometteuse riche en carbone dans le domaine des matériaux photoélectriques et supramoléculaires.
