حلقات بوروميني الجزيئية
في الكيمياء ، تعتبر حلقات بوروميني الجزيئية مثالاً على بنية جزيئية متشابكة ميكانيكيًا حيث تتشابك ثلاث حلقات كبيرة بطريقة تجعل كسر أي حلقة كبيرة يسمح للآخرين بالتفكك . إنها أصغر أمثلة على حلقات بوروميني . تم الإبلاغ عن تخليق حلقات بوروميني الجزيئية في عام 2004 من قبل مجموعة J. Fraser Stoddart . تتكون ما يسمى بحلقات بوروميني من ثلاث حلقات كبيرة متداخلة تتشكل من خلال التجميع الذاتي القالبي كمجمعات من الزنك . [ 1 ]
 |
 |
يتضمن تخليق الأنظمة الحلقية الكبيرة التجميع الذاتي لاثنين من كتل البناء العضوية : 2،6- ثنائي فورميل بيريدين ( مركب عطري مع مجموعتين ألدهيد موضوعتين أورثو لذرة النيتروجين في حلقة البيريدين ) وثنائي أمين متماثل يحتوي على مجموعة 2،2'- ثنائي بيريدين مستبدلة ميتا . يضاف أسيتات الزنك كقالب للتفاعل، مما ينتج عنه كاتيون زنك واحد في كل من مواقع المعقدات الخماسية الستة. يضاف حمض ثلاثي فلورو أسيتيك (TFA) لتحفيز تفاعلات تكوين الرابطة الإيمينية . [1] يتضمن تحضير بوروميت ثلاثي الحلقات ما مجموعه 18 جزيئًا سابقًا ولا يمكن ذلك إلا لأن كتل البناء تتجمع ذاتيًا من خلال 12 تفاعل باي-باي عطري و30 رابطة نيتروجينية زنكية . وبسبب هذه التفاعلات، فإن بوروميت هو المنتج الأكثر استقرارًا من الناحية الديناميكية الحرارية من بين العديد من المنتجات الأخرى المحتملة. كنتيجة لكون جميع التفاعلات التي تحدث في حالة توازن ، فإن البوروميات هو المنتج السائد للتفاعل. [1]
يؤدي الاختزال باستخدام بوروهيدريد الصوديوم في الإيثانول إلى إنتاج بورومين المحايدة . [2] مع إزالة الزنك، لم تعد الحلقات الكبرى الثلاث مرتبطة كيميائيًا ولكنها تظل "متشابكة ميكانيكيًا بطريقة تجعل إزالة إحدى الحلقات فقط يمكن للحلقتين الأخريين الانفصال". [3] وبالتالي فإن بورومين هو نظام بورومين حقيقي حيث يؤدي انقسام رابطة إيمين واحدة فقط (إلى أمين وأسيتال ) في هذا الهيكل إلى كسر الرابطة الميكانيكية بين الحلقات الكبرى المكونة الثلاثة، مما يؤدي إلى إطلاق الحلقتين الفرديتين الأخريين. [1] [2] يختلف بورومين عن [3]كاتينان في أنه لا يتم ربط أي من حلقاته الكبرى الثلاث مع حلقة أخرى؛ إذا تم كسر رابطة واحدة في [3]كاتينان وإزالة دورة، يمكن أن يبقى [2]كاتينان. [4]
إن التركيب العضوي لهذا المركب المعقد ظاهريًا بسيط إلى حد ما في الواقع؛ ولهذا السبب اقترحته مجموعة ستودارت كنشاط مختبري على نطاق الجرام لدورات الكيمياء العضوية الجامعية. [5]
انظر أيضا
مراجع
- ^ abcde Chichak, KS; Cantrill, SJ; Pease, AR; Chiu, S.-H.; Cave, GWV; Atwood, JL; Stoddart, JF (2004). "حلقات بورومين الجزيئية" (PDF) . Science . 304 (5675): 1308–1312. Bibcode :2004Sci...304.1308C. doi :10.1126/science.1096914. PMID 15166376. S2CID 45191675.
- ^ ab Peters, Andrea J.; Chichak, Kelly S.; Cantrill, Stuart J.; Stoddart, J. Fraser (2005). "روابط بوروميان النانوية الحقيقية". Chemical Communications (27): 3394–6. doi :10.1039/B505730B. PMID 15997275.
- ^ ياغي، عمر م .؛ كالموتسكي، ماركوس ج.؛ ديركس، كريستيان س. (2019). "المنظور التاريخي لاكتشاف الأطر العضوية التساهمية". مقدمة في الكيمياء الشبكية: الأطر العضوية المعدنية والأطر العضوية التساهمية . وايلي-في سي إتش . ص. 188. رقم ISBN 9783527821082.
- ^ وولف، كريستيان (2008). "التماكب الطوبولوجي والكيرالية". الكيمياء الفراغية الديناميكية للمركبات الكيرالية: المبادئ والتطبيقات . دار النشر RSC . ص 466-467. رقم ISBN 9780854042463.
- ^ Pentecost, Cari D.; Tangchaivang, Nicholas; Cantrill, Stuart J.; Chichak, Kelly S.; Peters, Andrea J.; Stoddart, J. Fraser (2007). "Making Molecular Borromean Rings. A Gram-Scale Synthetic Procedure for the Undergraduate Organic Lab". مجلة التعليم الكيميائي . 84 (5): 855. Bibcode :2007JChEd..84..855P. doi :10.1021/ed084p855.
روابط خارجية
- فريمانتل، مايكل (31 مايو 2004). "ثلاث حلقات في اتحاد لا ينفصل". أخبار الكيمياء والهندسة . 82 (22): 5. doi :10.1021/cen-v082n022.p005.
- موقع نظرة عامة على كيمياء بورومين
