Molekulární stavebnice supramolekulárních polymerů

Abstract

Supramolekulární chemie je relativně nový a velmi zajímavý obor chemie. V současné době této oblasti dostává širokého zájmu chemiků a vědecko-výzkumných pracovníků. Tato práce je zaměřena na syntézu nízkomolekulárních komponent vhodných pro následnou přípravu supramolekulárních polymerů. Hlavní oblastí zájmu pak byly látky s lipofilními 1-adamantylovými terminálními skupinami, které mohou sloužit jako ligandy pro kavitandy s lipofilními kavitami. V průběhu řešení zadání práce byly vytvořeny dvě série organických látek na bázi imidazoliových solí a byly studovány jejich supramolekulární vlastnosti. Jako hostitelské molekuly byl vybrán cyklooligosacharid Beta-cyclodextrin a dusíkatý makrocyklus cucurbit[7]uril, přičemž oba tyto makrocykly mají vhodné velikosti kavity, do které se nekovalentně vážou 1-adamantylové skupiny nově vyrobených hostujících molekul. Vzhledem k požadované rozpustnosti nových hostů ve vodném prostředí byly jako polární součásti jejich molekul zvoleny kationty odvozené od imidazolu a benzimidazolu. Všechny nově vytvořené látky byly charakterizovány pomocí NMR, EA, ESI-MS, IR. Supramolekulární chování vybraných ligandů pak bylo studováno pomocí 1H NMR, 2D NMR, ESI-MS a ITC. U jedné látky první série, 1-(4-(1-adamantylkarbonyl)fenylmethyl)-3-butylimidazolium bromidu bylo pozorováno neobvyklé chování ve vztahu k CB7 a Beta-CD. Cyklodextrin je schopen vytěsnit CB7 z jeho preferovaného vazebného místa na molekule hosta přestože vykazuje k tomuto vazebnému místu přibližně 100× nižší afinitu než CB7. Tato energetická ztráta je kompenzována následnou vazbou CB7 na jiné, nepreferované, vazebné místo. U druhé série látek, bisimidazoliových solí se dvěma identickými vazebnými místy, byl pomocí ESI-MS popsán vztah mezi vazebnými možnostmi a odlišnostmi ve fragmentačních drahách komplexů hostujících molekul a CB7 v plynné fázi.