Desymmetrised pentaporphyrinic gears mounted on metallo-organic anchors

Autor: Mitsuru Kojima, Seifallah Abid, Jérôme Cuny, Claire Kammerer, Nathalie Saffon-Merceron, Gwénaël Rapenne, Yohan Gisbert
Přispěvatelé: Groupe NanoSciences (CEMES-GNS), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nara Institute of Science and Technology,Division of Materials Science (NAIST), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Université de Toulouse (UT), Modélisation, Agrégats, Dynamique (LCPQ) (MAD), Laboratoire de Chimie et Physique Quantiques Laboratoire (LCPQ), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-15-CE29-0005,ACTION,Moteurs et engrenages moléculaires en action(2015), European Project: 766864,MEMO, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Laboratoire de Chimie et Physique Quantiques (LCPQ), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Chemical Science
Chemical Science, 2021, 12, pp.4709-4721. ⟨10.1039/D0SC06379G⟩
Chemical Science, The Royal Society of Chemistry, 2021, 12, pp.4709-4721. ⟨10.1039/D0SC06379G⟩
ISSN: 2041-6520
2041-6539
Popis: Mastering intermolecular gearing is crucial for the emergence of complex functional nanoscale machineries. However, achieving correlated motion within trains of molecular gears remains highly challenging, due to the multiple degrees of freedom of each cogwheel. In this context, we designed and synthesised a series of star-shaped organometallic molecular gears incorporating a hydrotris(indazolyl)borate anchor to prevent diffusion on the surface, a central ruthenium atom as a fixed rotation axis, and an azimuthal pentaporphyrinic cyclopentadienyl cogwheel specifically labelled to monitor its motion by non-time-resolved Scanning Tunneling Microscopy (STM). Desymmetrisation of the cogwheels was first achieved sterically, i.e. by introducing one tooth longer than the other four. For optimal mechanical interactions, chemical labelling was also investigated as a preferential way to induce local contrast in STM images, and the electronic properties of one single paddle were modulated by varying the porphyrinic scaffold or the nature of the central metal. To reach such a structural diversity, our modular synthetic approach relied on sequential cross-coupling reactions on a penta(p-halogenophenyl)cyclopentadienyl ruthenium(ii) key building block, bearing a single pre-activated p-iodophenyl group. Chemoselective Sonogashira or more challenging Suzuki–Miyaura reactions allowed the controlled introduction of the tagged porphyrinic tooth, and the subsequent four-fold cross-couplings yielded the prototypes of pentaporphyrinic molecular gears for on-surface studies, incorporating desymmetrised cogwheels over 5 nm in diameter.
Star-shaped cogwheel prototypes incorporating one sterically- or chemically-labelled porphyrinic paddle were designed and synthesised with the aim of achieving intermolecular gearing on surfaces.
Databáze: OpenAIRE
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