EINE NEUE SYNTHESESTRATEGIE FUR MOLEKULE MIT MECHANISCHEN BINDUNGEN : NICHTIONISCHE TEMPLATSYNTHESE AMIDVERKNUPFTER CATENANE UND ROTAXANE

Nachdem Sauvage et al. und Stoddart et al. in den achtziger Jahren Synthesen fur Catenane und Rotaxane mit Phenanthrolin- bzw. Bipyridinium-Kronenether-Bausteinen entwickelt hatten, wurde vor wenigen Jahren eine neue Strategie zur Herstellung mechanischer Bindungen gefunden: die uber ein neutrales Templat verlaufende Synthese amidverknupfter Catenane und Rotaxane. Die Wirt-Gast-Bindung bei der Bildung der Schablone beruht nicht auf Kovalenz- oder Ionenwechselwirkungen, sondern auf schwachen supramolekularen Wechselwirkungen: Wasserstoffbrucken, π-Stapelung, π-Donor-π-Acceptor-Wechselwirkungen und sterische Komplementaritat. Die einfachen Synthesebausteine (Arendicarbonsauredichloride und Diamine) konnen in bemerkenswert weiten Grenzen variiert werden, die Zahl der Synthesestufen ist gering, und die Ausbeuten erreichen diejenigen herkommlicher Synthesen. In wenigen Jahren wurden auf diese Weise auser [2]Catenanen [2]-, [3]- und Bis[2]-rotaxane des Amidtyps hergestellt. Eingefuhrte Sulfonamidgruppen ermoglichten Alkylierungen an deren Stickstoffatomen, wodurch praparative chemische Umsetzungen mit Catenanen und Rotaxanen erschlossen wurden. So liesen sich Catenane und Rotaxane intra- und intermolekular verknupfen, wobei auch eine Verbindung mit der Topologie einer Brezel entstand. Damit werden neue Einblicke in molekulare Erkennungsprozesse zwischen elektrisch ungeladenen Wirt- und Gastsubstanzen, in Templatsynthesen, in Isomerietypen bei Catenanen und in die Regioselektivitat der Bildung von Catenanisomeren moglich. Konkurrenzreaktionen beim Andocken von Gastmolekulen im Hohlraum von konkaven Rezeptormolekulen mit mehreren Bindungsstellen lassen sich studieren. Davon erhofft man sich fur die Zukunft Fortschritte bei der Synthese von Molekulen mit mechanischen Bindungen in hohen Ausbeuten, beim supramolekularen Aufbau von Nanostrukturen sowie bei molekularen Schaltern.

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