Супрамолекулярная химия делает все новые шаги. Обычными катенанами, ротаксанами и узлами сейчас особенно никого не удивить, тем более, что за них уже дали Нобелевскую премию по химии в 2016 году Жан-Пьеру Соважу, Джеймсу Фрейзеру Стоддарту и Бернарду Феринге. Однако «ротаксан» (молекула, подобная кольцу, надетому на ось), фотография молекулы которого была опубликована в прошлом году в журнале Chemical Science (статья, кстати, Open Access) – уникален.
Исследователи из Испании и Германии сумели замкнуть длинную углеродную цепочку, в которую включены два порфириновых цикла в комплексе с ионами цинка вокруг самой настоящей углеродной нанотрубки, сделав кольцо диаметром в 1,8 нанометра. Более того, им удалось получить прямое изображение созданной структуры при помощи просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения с коррекцией аберраций (AC-HRTEM). Так что это редкий случай, когда синтезированную молекулу еще и сфотографировали, пусть и при помощи электронного микроскопа.
Так синтезировали комплекс — через интермедиат U-формы. Сredit: A de Juan-Fernández et al, Chem. Sci., 2018
Процесс синтеза включал в себя синтез U-образного предшественника и химического замыкания кольца вокруг нанотрубки. Поскольку сама трубка достаточно длинная, кольцо соскользнуть не может. Авторы предполагают, что подобные структуры открывают совершенно новый класс соединений для сенсорики, катализа и магнитохимии, поскольку позволят размещать на поверхности нанотрубок ионы различных металлов, удерживаемых атомами азота порфириновых колец.
AR-HRTEM-снимок и соответствующий профиль. Красные линии показывают диаметр кольца, белые — одностенной углеродной нанотрубки (SWNT) Сredit: A de Juan-Fernández et al, Chem. Sci., 2018
Текст: Алексей Паевский
A de Juan-Fernández et al, Chem. Sci., 2018, DOI: 10.1039/c8sc02492h
