금속초분자의 분자 인식을 통한 기계적으로 맞물린 분자의 형성 및 제어
Formation and Control of Mechanically Interlocked Molecules by Molecular Recognition of Metallosupramolecules
- 주제(키워드) 도움말 Supramolecules , Metallosupramolecules , Metal-organic chemistry , Pillar[5]arene , Pseudo-rotaxane , Pseudo-catenane , Coordination polymers
- 발행기관 강릉원주대학교 일반대학원
- 지도교수 도움말 이은지
- 발행년도 2024
- 학위수여년월 2024. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 화학과
- 세부분야 해당없음
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/kangnung/000000011681
- UCI I804:42001-000000011681
- 본문언어 한국어
초록/요약 도움말
금속초분자 화학은 거대고리 빌딩블럭으로 만들어진 새로운 구조의 분자집합체 뿐만 아니라 기능성 소재의 개발에 있어서 큰 주목을 받고 있다. 특히, 거대고리를 이용한 로탁세인과 카테네인과 같은 기계적으로 맞물린 분자는 분자 기계를 구성하는 역할을 하고 있다. 또한, 분자의 구조와 상호작용을 제어함으로써 이들의 물리적 및 화학적 특성 조절이 가능하므로 제어인자에 대한 체계적인 연구가 중요시되고 있다. 본 연구에서는 다양한 필라[5]아렌 유도체와 무른 금속과의 자기조립을 통해 금속 초분자를 제조하고, 유기 게스트 분자 제어에 따른 기계적으로 맞물린 분자를 형성하였다. 먼저, pillar[5]-bis-thiacrown (L1)을 채택하여 음이온 조절에 따른 구조적 차이 및 유기 게스트 분자 인식에 대해 보고한다. L1과 은(I)염 (X = BF4-, 또는 PF6-)의 반응으로 서로 다른 배위 모드를 가진 단량체 및 이합체 초분자 착물을 각각 형성했다. 더불어, 각 은(I) 초분자 착물은 다이시아노에탄 (C2)에 대한 분자 인식을 용액 상태와 고체 상태에서 확인하였다. 다음은 A1/A2-위치에 피리딘이 매달린 thiopyridyl pillar[5]arene (L2) 리간드의 합성과 유기 게스트 길이에 따른 다른 기계적으로 맞물린 분자의 형성에 대해 규명하였다. L2와 AgClO4의 반응으로 Ag-Ag contact을 갖는 지그재그형 1차원 배위고분자를 제조하였다. 특히, 유기 게스트로써 C2를 사용했을 때는 C2가 필라[5]아렌 동공 내부에 들어가 은(I)과 결합하여 1차원 폴리-유사-카테네인을 제조하였다. 반면, C8을 사용하였을 때는 게스트 C8이 필라[5]아렌 동공 내에만 들어가 있는 1차원의 폴리-유사-로탁세인을 형성하였다. 반면, L2와 HgI2의 반응을 통해 (I-Hg2+-I)의 이온쌍이 필라[5]아렌 공동 내부에 위치하는 이온-삼중항 착물을 얻었다. 마지막으로 A1/A2-위치에 싸이오에틸기가 도입된 thioethyl pillar[5]arene (L3)의 합성하여 폴리-유사-로탁세인을 포함한 다양한 금속 초분자를 제조 및 규명하였다. L3와 HgBr2의 반응을 통해 HgBr2이 필라[5]아렌 동공 내에 들어가 유사로탁세인을 만들 뿐만 아니라, L3-HgBr2-L3-HgBr2 결합을 통해 1차원 골격을 만들어 최종적으로 1차원 폴리-유사-로탁세인을 형성하였다. 동일한 조건에 C2 게스트를 넣어주면, 필라[5]아렌 동공 내에 HgBr2 이온-삼중항 착물 대신 C2 게스트를 수용하고 있는 1차원 폴리-유사-로탁세인을 얻었다. 반면 C2 게스트의 부재 및 존재상태에서 L3와 AgBF4의 반응으로 지그재그형 1차원 배위고분자와 1차원 폴리-유사-로텍세인이 각각 생성되었다.
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목차
국문 요약
Abstract
I. 서론 1
II. 본론 5
1. Pillar[5]-bis-thiacrown 기반 음이온에 의존하는 구조 차이 및 게스트 분자 인식 5
1.1. 음이온에 의존하는 단량체 및 이합체의 은(I) 착물구조 6
1.2. 은(I) 착물과 다이시아노알케인의 상호작용에 대한 용액 연구 8
1.3. 유기 게스트를 포함하는 은(I)착물의 단결정 구조 규명 9
2. 유기 게스트 길이에 따른 폴리-유사-로탁세인 및 폴리-유사-카테네인의 형성 11
2.1. A1/A2-Thiopyridyl pillar[5]arene (L2)의 합성 11
2.2. 게스트 분자 길이에 의존하는 기계적으로 맞물린 분자의 형성 12
2.3. 요오드화 수은(II)의 Ion-triplet 착물 구조 규명 17
3. 금속염의 이온쌍과 유기 분자가 포함된 1차원 폴리-유사-로탁세인의 형성 19
3.1. A1/A2-Thioethyl pillar[5]arene (L3)의 합성 19
3.2. 이온쌍 착물 및 게스트 분자가 스레딩된 폴리-유사-로탁세인의 제조 20
3.3. 지그재그형 1차원 배위고분자와 1차원 폴리-유사-로탁세인의 제조 22
III. 결론 26
IV. 실험방법 27
V. 참고문헌 31
