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量子化学计算研究自由基相互作用的双稳态轮烷的穿梭机理

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设计了一种氧化还原驱动的可切换的双稳态轮烷。以双百草枯-对苯双自由基双阳离子环(CBPQT2(·+))作为大环分子,主链分子上有 2 个结合位点,即 4,4′-联吡啶自由基阳离子BIPY·+和2,6-二氧亚萘基(DOP)位点。运用密度泛函理论对大环分子在主链分子上的运动机理进行研究,并通过量子力学理论计算分析大环分子CBPQT2(·+)与主链分子上 2 个结合位点BIPY·+和DOP之间的弱相互作用,证明了氧化还原反应控制自由基络合物的形成和解离可以驱动CBPQT2(·+)环沿着主链分子的2 个结合位点间实现往复运动。
Shuttling mechanism the bistable rotaxane based on the radical interaction by quantum chemical calculations
We designed a switchable bistable rotaxane consisted of the cyclobis(paraquat-p-phenylene)bisradical dicationic(CBPQT2(·+))ring and a main chain,concluding the recognition sites 4,4′-bipyridinium radical cationic(BIPY·+)and 2,6-dioxynaphthalen(DOP).The density functional theory(DFT)was used to analyze the motion mechanism of ring along the main chain A.Quantum mechanics calculations were used to analyze the noncovalent interaction between the CBPQT2(·+)ring and the two recognition sites.It proves that the generation and dissociation of the trisradical tricationic complex controlled by the redox reaction could drive the reciprocating motion of the CBPQT2(·+)ring along the main chain between the two recognition sites.

molecular shuttlebistable rotaxanequantum mechanics calculationradical interaction

王涛、李晓毅

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中国科学院大学材料科学与光电技术学院 材料科学与光电技术中心,北京 100049

分子梭 双稳态轮烷 量子力学计算 自由基相互作用

国家自然科学基金

21274164

2024

中国科学院大学学报
中国科学院大学

中国科学院大学学报

CSTPCD北大核心
影响因子:0.614
ISSN:2095-6134
年,卷(期):2024.41(3)
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