Study on calixarene threading: towards molecular machines

Abstract

Negli ultimi tre decenni, l'uso dei calixareni come host macrociclici nella chimica supramolecolare ha acquisito una rilevanza crescente, soprattutto per la costruzione di macchine molecolari. Pertanto, è importante capire come modificare le capacità supramolecolari di questi macrocicli. In questa tesi di dottorato, le capacità di threading di derivati calix[6]areni con assi ammonici sono state studiate modificando lo scaffold del macrociclo. Inizialmente, sono stati ottenuti nuovi host funzionalizzando il bordo superiore (upper rim), il bordo inferiore (lower rim) o i ponti metilenici. Da questi studi sono state ricavate informazioni importanti per ottenere sistemi interpenetrati sempre più stabili. Successivamente, è stato studiato un host calixarenico trivalente che ha portato alla formazione di sistemi multicomponenti come pseudo [3] - e - [4]rotassani. Infine, sono stati effettuati studi sui processi di self-sorting in sistemi pseudo [3]rotassani. E' stata così evidenziata la peculiare capacità di alcuni assi diammonici di selezionare il partner calixarenico in presenza di altri macrocicli. Inoltre, la selezione avviene in maniera stereocontrollata portando alla formazione di stereoaddotti selezionati rispetto a quelli teoricamente possibili. [a cura dell'Autore]

Over the past three decades, the use of calixarenes as macrocyclic hosts in supramolecular chemistry has gained an increasing relevance, especially for the construction of molecular devices. Therefore, it is important to understand how to modify the supramolecular abilities of these macrocycles. In this PhD thesis, the threading abilities of calix[n]arenes with ammonium axles have been studied by modifying the calixarene scaffold. Initially, new hosts were obtained by functionalizing the upper rim, the lower rim, or the methylene bridges. From these studies, important information was gained to obtain increasingly stable interpenetrated systems.Subsequently, a trivalent calixarene host was studied which led to the formation of multicomponent systems such as pseudo[3]- and -[4]rotaxanes. Finally, studies on self-sorting processes in pseudo[3]rotaxane systems have been carried out. Thus, the peculiar ability of some diammonium axles to select the calixarene partner in the presence of other macrocycles has been highlighted. Furthermore, the selection takes place in a stereocontrolled way leading to the formation of selected stereo-adducts over those theoretically possible. [edited by Author]