 | В этой статье отсутствует информация о потенциальных приложениях. ( Октябрь 2014 г. ) |
Молекулярные гироскопы - это химические соединения или супрамолекулярные комплексы, содержащие ротор, который свободно движется относительно статора и, следовательно, действует как гироскоп . Хотя любая одинарная или тройная связь позволяет химической группе свободно вращаться, соединения, описанные как гироскопы, могут защищать ротор от взаимодействий, например, в кристаллической структуре с низкой плотностью упаковки [2] или физически окружая ротор, избегая стерического контакта. [3] Качественное различие можно провести на основе того,энергия активации, необходимая для преодоления препятствий вращения, превышает доступную тепловую энергию . Если требуемая энергия активации выше, чем доступная тепловая энергия, ротор подвергается «обмену узлами», скачками дискретными шагами между локальными минимумами энергии на поверхности потенциальной энергии . Если имеется тепловая энергия, значительно превышающая ту, которая необходима для преодоления барьера вращения, молекулярный ротор может вести себя больше как макроскопическая свободно вращающаяся инерционная масса. [2]
Например, несколько исследований , в 2002 году с р - фенилен ротора установлено , что некоторые структуры с использованием переменной температуры (VT) твердотельного 13 С CPMAS и квадрупольный эхо - сигнал 2 Н - ЯМР были способны обнаруживать два-сайта обменный курс 1,6 МГц ( более 10 6 / секунду при 65 ° C), описываемый как «исключительно быстрый для фениленовой группы в кристаллическом твердом веществе», со стерическими барьерами 12–14 ккал / моль . Однако трет- бутил- модификация ротора увеличила скорость обмена до более чем 10 8 в секунду при комнатной температуре, а скорость инерционного вращенияп- фенилен без барьеров оценивается примерно в 2,4 x 10 12 оборотов в секунду . [2]
| Год публикации | Ротор | Статора | Связь | Ссылка |
|---|---|---|---|---|
| 2002 г. | тыквенный [5] урил | тыквенный [10] урил | нековалентный | [1] |
| 2007 г. | п - фенилен | два м - метокси-замещенные тритильные группы , | тройные облигации | [2] |
| 2007 г. | п- фенилен | трехкомпонентная тритиловая клетка | тройные облигации | [4] |
| 2010 г. | галоген -замещенного р -phenylene | силаалкановые цепи | одинарные облигации | [3] |
| 2014 г. | п- фенилен | тритильные группы, соединенные фотоактивным азобензольным мостиком | тройные облигации | [5] |
| 2015 г. | H – Pt – H | две три- трет- бутилфосфиновые группы | Pt – P связи | [6] |
Ссылки [ править ]
- ^ a b День, Энтони I .; Бланч, Родни Дж .; Арнольд, Алан П .; Лоренцо, Сьюзен; Льюис, Гарет Р .; Танцуй, Ян (2002). «Гироскан на основе кукурбитурила: новая супрамолекулярная форма». Энгью. Chem. Int. Эд . 41 (2): 275–277. DOI : 10.1002 / 1521-3773 (20020118) 41: 2 <275 :: АИД-ANIE275> 3.0.CO; 2-М .
- ^ a b c d Тинь-Альфредо В. Хуонг; Хунг Данг; Питер Д. Яровски; Эмили Ф. Маверик и Мигель А. Гарсия-Гарибей (2007). "Вращательная динамика в кристаллическом молекулярном гироскопе с помощью 13 C ЯМР с переменной температурой , 2 H ЯМР, рентгеновской дифракции и расчетов силового поля" (PDF) . Варенье. Chem. Soc . 129 (4): 839–845. DOI : 10.1021 / ja064325c . Архивировано из оригинального (PDF) на 2014-10-06 . Проверено 4 октября 2014 .
- ^ а б Ватару Сетака; Соичиро Омизу; Мицуо Кира (2010). «Молекулярный гироскоп, имеющий галогензамещенный вращатель п- фенилена и статоры силалкановой цепи». Письма по химии . 39 (5): 468–469. DOI : 10,1246 / cl.2010.468 .
- ^ Хосе Э. Нуэс; Арункумар Натараджан; Саид И. Хан и Мигель А. Гарсия-Гарибай (2007). «Синтез трехкомпонентного молекулярного гироскопа с помощью стратегии направленной меридиональной циклизации» (PDF) . Орг. Lett . 9 (18): 3559–3561. DOI : 10.1021 / ol071379y . Архивировано из оригинального (PDF) на 2014-10-06 . Проверено 4 октября 2014 .
- ^ Патрик Комминс и Мигель А. Гарсия-Гарибей (2014). «Фотохромный молекулярный гироскоп с твердотельным вращательным состоянием, определяемым азобензольным мостом». J. Org. Chem . 79 (4): 1611–1619. DOI : 10.1021 / jo402516n .
- ^ Эрнест Прак; Кристофер А. О'Киф; Джереми К. Мур; Ангел Лай; Алан Дж. Лох; Питер М. Макдональд; Марк С. Конради; Роберт В. Щурко; Ульрих Фекль (2015). «Молекулярный ротор, имеющий H – M – H« спицу »на P – M – P« оси »: транс-дигидрид платины (II) быстро вращается даже при 75 K». Варенье. Chem. Soc . 137 (42): 13464–13467. DOI : 10.1021 / jacs.5b08213 .
