초분자 상호작용 기반 기계적으로 맞물린 고분자의 형성 제어 및 광학 특성 연구
Formation Control and Optical Properties of Mechanically Interlocked Polymers Based on Supramolecular Interactions
- 주제(키워드) 도움말 Supramolecules , Mechanically interlocked molecules , Pillar[5]arene , Host-guest interactions , Coordination polymers
- 발행기관 강릉원주대학교 일반대학원
- 지도교수 도움말 이은지
- 발행년도 2024
- 학위수여년월 2025. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 화학과
- 세부분야 해당없음
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/kangnung/000000012043
- UCI I804:42001-000000012043
- 본문언어 한국어
초록/요약 도움말
기계적으로 맞물린 분자는 공유 결합 없이도 구조적 안정성을 제공하여 분자 스위치, 셔틀 및 나노 크기의 기계와 같은 응용 가능성을 제시한다. 본 연구에서는 초분자 상호작용을 기반으로 하는 기계적으로 맞물린 고분자의 합성 및 구조적 특성을 탐구하였다. 특히, 티오벤조나이트릴 그룹으로 기능화된 필라[5]아렌 유도체 (m-L 및 p-L)를 합성하고, 금속 이온 존재 하에서 α,ω-다이시아노알케인 (CN(CH2)nCN, n=2–8)과의 호스트-게스트 착물 형성 능력을 조사하였다. m-L과 AgClO4의 반응으로 2차원 배위 고분자를 형성하였으며, 게스트 분자의 첨가로 1차원 폴리-유사[1]카테네인으로의 구조적 변환이 관찰되었다. 유사하게, p-L은 AgCF3CO2와 반응하여 self-inclusion 형태의 1차원 폴리-유사[1]카테네인을 형성하였으며, 게스트 분자의 길이에 따라 1차원 폴리-유사[1]카테네인 또는 유사[1]로탁세인 이합체가 형성되었다. 또한, 게스트로 1,4-다이니트로벤젠을 활용하여 호스트-게스트 상호작용에 의한 전하 이동으로 인해 가시적인 색 변화가 관찰되었으며, 이를 통해 기계적으로 맞물린 분자의 형성과 구조적 변화를 확인할 수 있었다.
more초록/요약 도움말
Mechanically interlocked molecules (MIMs) offer unique structural stability without relying on covalent bonds, enabling potential applications in molecular switches, shuttles, and nanoscale machines. In this study, the synthesis and structural characterization of mechanically interlocked polymers (MIPs) based on supramolecular interactions were explored. Specifically, pillar[5]arene derivatives functionalized with thiobenzonitrile groups (m-L and p-L) were synthesized and investigated for their ability to form host-guest complexes with α,ω-dicyanoalkanes (CN(CH2)nCN, n=2–8) in the presence of metal ions. The reaction of m-L with AgClO4 yielded a 2D coordination polymer that transformed into a 1D poly-pseudo[1]catenane upon addition of guests. Similarly, p-L reacted with AgCF3CO2 to form a self-inclusion type 1D poly-pseudo[1]catenane. Depending on the length of the guest molecules, 1D poly-pseudo[1]catenanes or dimeric pseudo[1]rotaxanes were formed. Furthermore, the use of 1,4-dinitrobenzene (DNB) as a guest enabled visible color changes through charge transfer induced by host-guest interactions, allowing the real-time observation of the formation and structural transformation of mechanically interlocked molecules.
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국문요약
Abstract
Ⅰ. 서론 1
Ⅱ. 본론 7
1. A1/A2-Thiobenzonitrile pillar[5]arene (m-L, p-L)의 합성 7
2. 호스트-게스트 상호작용에 의한 2차원 은(I) 배위고분자에서 1차원 폴리-유사[1]카테네인 형성 11
2.1. m-L를 이용한 2차원 은(I) 배위고분자의 제조 및 구조 규명 11
2.2. 게스트 유도 1차원 폴리-유사[1]카테네인의 제조 13
2.3. 은(I) 착물과 α,ω-다이시아노알케인의 용액 내 상호작용 연구 17
3. 게스트의 길이에 의존하는 폴리-유사[1]카테네인과 유사[1]로탁세인의 형성과 광학 특성 연구 22
3.1. 게스트 길이에 따라 조절되는 기계적으로 맞물린 분자의 형성 제어 22
3.2. 기계적으로 맞물린 분자 형성에 대한 용액 연구 31
3.3. 기계적으로 맞물린 분자 형성에 대한 광학 특성 연구 36
4. 실험 방법 및 분석 48
Ⅲ. 결론 54
Ⅳ. 참고문헌 55
Ⅴ. 부록 60
