两种分步合成策略构筑杂[4]轮烷体系

机械互锁分子，特别是轮烷或者索烃的设计与制备，在发展有机光电功能超分子体系以及纳米技术领域具有重要的应用价值。它们可以被用作分子开关和分子梭，甚至是分子马达，可以模仿很多生物体中的分子马达的独特功能。机械互锁分子的组成部分不是通过共价化学键结合在一起，因此每个个体组分的化学性质都能得以保留。这些具有新型拓扑结构的互锁分子能实现很多传统分子无法实现的功能，为现代有机合成提供了新思路。其中，含有多种不同环状组分和线性组分的杂轮烷体系由于其特殊的拓扑结构和合成方法引起了化学家的关注。

华东理工大学曲大辉教授研究组通过两种高效的分步合成策略，将Cu(I)催化的“Click反应”与P(n-Bu)₃催化的酯化反应的封堵方法结合起来，构筑了一个包含两个苯并-21-冠-7环状组分和一个二苯并-24-冠-8环状组分，三条轴分子的杂[4]轮烷化合物。该具有复杂拓扑结构的杂[4]轮烷体系以及合成中得到的两个关键中间体[2]轮烷均通过核磁氢谱、碳谱和高分辨质谱表征得以确认，并对目标化合物杂[4]轮烷可能存在的异构体的结构进行了较为深入的分析探讨。利用空腔尺寸不同的苯并冠醚主体与不同二级铵盐客体络合能力的差异来设计轮烷结构为将来自分类构筑超分子组装体提供一定的借鉴。

这一研究成果发表于《J. Org. Chem.》上。

http://dx.doi.org/10.1021/acs.joc.5b00627