16:57 2024-04-23 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Sintetizând carbohelicene foarte eficiente pentru emițători de luminescență polarizați circular

_ Sintetizând carbohelicene foarte eficiente pentru polarizare circulară Emițători de luminescență

Helicenele sunt molecule organice care au câștigat popularitate pe scară largă datorită structurii lor moleculare elicoidale unice π-conjugate, în care inelele de benzen sunt orto-fuzionate, rezultând proprietăți chiroptice excelente, cum ar fi luminescența polarizată circular (CPL) . Capacitatea de a acționa ca un emițător CPL face ca helicenele să fie ideale pentru o gamă largă de aplicații optoelectronice de ultimă generație, cum ar fi sistemele optice de comunicare a informațiilor și sistemele de afișare 3D.

Carbohelicene 3D extinse π de ordin superior — o tip de helicină - se așteaptă să producă emițători CPL excelente datorită polarizării circulare ridicate, luminozității și stabilității. Cu toate acestea, aceste proprietăți excepționale ale carbohelicenelor nu pot fi exploatate complet din cauza structurii lor foarte distorsionate, care împiedică atât sinteza, cât și controlul enantiomeric - controlul compoziției enantiomerice sau cantitatea de versiune pentru stângaci sau dreptaci a unei molecule produse într-un reacție.

Pentru a se asigura că întreaga gamă de proprietăți ale carbohelicenelor este accesibilă pentru aplicare, o echipă de cercetători condusă de profesorul Ken Tanaka de la Institutul de Tehnologie din Tokyo a conceput recent o nouă strategie care a facilitat sinteza enantioselectivă a 3D. Carbo[11] și [13]helicene extinse cu π pentru emițătorii CPL și sinteza lor enantioselectivă cu distorsiuni reduse.

În studiul lor din 2022, echipa a raportat sinteza enantioselectivă catalizată Rh a unui hexabenzocoronenă. carbo[6]helicen prin cicloadiția intramoleculară [2+2+2] a unui triyne urmată de o extensie π prin reacția Scholl.

„Am observat că, deși acest proces a depășit dezavantajele sintezei convenționale. procese, cum ar fi reacțiile de rearanjare nedorite și regioselectivitatea scăzută, din păcate, distorsiunea moleculară era încă destul de mare. Învățând din aceste observații, am conceput o strategie pentru a depăși distorsiunile mari și a îmbunătăți emisia de CPL”, explică Tanaka.

Pentru acest studiu Nature Synthesis, echipa a efectuat sinteza enantioselectivă a carbo[11] și [13]. ]helicene cu un raport enantiomeric de 87:13 și au depășit distorsiunile mari prin combinarea sintezei enantioselective a carbo[5] și [6]helicene cu cicloadiția triplă [2+2+2], care a fost urmată de extensia π/helix reducerea diametrului prin reacția Scholl.

Avantajul major al procesului de construcție în trepte a unui schelet carbohelicen 3D π-extins complet orto-fuzionat este acela că depășește dezavantajele asociate ambelor enantioselective [2+2+2 ] cicloadiția și reacția Scholl.

Pentru a explora proprietățile materialului materialului sintetizat, echipa a efectuat analize cristalografice cu raze X, care au dezvăluit că carbo[11] și [13]helicene 3D extinse π cu vertebrate moleculare rigide au fost conglomerate care au favorizat cristalizarea preferenţială. În plus, cele mai răspândite forțe moleculare dintre straturile de carbohelicene au fost interacțiunile van der Waals.

La testarea proprietăților fotofizice ale carbo[11] și [13]helicene extinse în π sintetizate, echipa a descoperit că Luminozitatea CPL a atins un maxim de 513 M–1 cm–1, una dintre cele mai mari valori dintre derivații helicen raportați în literatură.

În general, această nouă abordare a designului molecular și a sintezei enantioselective poate oferi o bază solidă. pentru cercetare și dezvoltare ulterioară a carbohelicenelor de înaltă performanță pentru emițătorii CPL ai viitorului.

„Studiul nostru a deschis noi căi pentru producerea și adoptarea de emițători CPL pe bază de molecule organice chirale, cu aplicații variind de la state- display-uri digitale de ultimă generație către rețele de comunicații eficiente și progrese biotehnologice esențiale”, conchide Tanaka.

(Fluierul)

Inapoi