雙胺基五苯荑衍生物之分子轉輪合成與性質研究

本論文主要是在合成與探討新型的五苯荑衍生之分子機械，利用五苯荑分子作為定子，在二邊各接上一個胺基的轉輪作為一雙轉輪系統。我們建立了PD1、PD2和PD3三個立體效應不同的雙胺基五苯荑分子，透過變溫1H和13C NMR圖譜，藉由電腦的模擬計算，可得到相對應的旋轉動力學參數。我們所得到的相關的轉速，所代表的意義是二邊轉輪同步旋轉及非同步旋轉的加成。在PD2及PD3分子中，預期N(Me)2因為立體障礙最小其旋轉的速率是最快的，隨著苯環數的增加NArMe的轉速較NArAr’來的快。在透過變溫NMR的分析可以知道，在PD2和PD3中，在氮上有苯環取代時，其旋轉速度就較N(Me)2慢了相當多，因此我們所得到的k(NMR)值反應出的是N(Me)2的旋轉。從數據上看來，即使是同樣的N(Me)2在對位有不同苯環數的情況下，其轉速仍有所差異。而PD1分子則因立體障礙的影響，二個轉輪是在室溫幾乎不做旋轉的運動。利用PD1具有可逆的氧化還原能力，在透過光譜電化學及化學氧化光譜的測量，PD1在其第二氧化態時為雙自由基陽離子態。PD1分子仍有潛力做為以電化學控制其轉速的雙轉輪分子機械。

關鍵字

五苯荑衍生物；分子機械；分子轉輪

並列摘要

This thesis reports the synthesis and properties of new pentiptycene derivatives as new type of molecular machines, which consist of one pentiptycene stator and two amine rotors. Depending on the amine groups, they are designated as PD1, PD2 and PD3. We have used variable-temperature 1H and 13C NMR spectroscopy to probe the rotation kinetics of the rotors. The rotation rates obtained from line-shape analysis indicate the presence of concerted and non-concerted rotation of the two rotors. The rotation rate of the N(Me)2 rotor is faster than the NArMe and NArAr’ rotors. Despite the same group N(Me)2, the rotation rate of N(Me)2 is different in PD2 and PD3. The rotation rate of the rotors in PD1 is low at room temperature. The oxidized forms of PD1 are electrochemically stable, which facilitates spectroelectrochemical and chemical oxidation UV spectrum measurement. It is a diradical cation character for PD1 at the second oxidation potential. PD1 is potential redox-active molecular machine.

並列關鍵字

pentiptycene derivatives ； molecular devices ； molecular rotors

參考文獻

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