Copper(I)-templated synthesis of [2]catenates bearing pendant porphyrins

Abstract

The copper(I)-templated synthesis of the first [2]catenate incorporating electron-donor and -acceptor porphyrins linked mechanically, though not covalently, has been achieved, along with that of related model compounds incorporating only electron donating zinc(II) porphyrins. The preparations were approached by first constructing macrocycles incorporating 2,9-diphenyl-1,10-phenanthroline residues and pendant porphyrins. An unusual aggregation of one of these macrocycles, incorporating a gold(III) porphyrin, has been observed and appears to be driven by π–π stacking interactions, but proves to be no impediment to the preparation of the catenates. The gross conformation of the catenates in solution seems to be approximately that of the envisaged design where the porphyrins are directed to opposite sides and laterally away from the heart of the catenate, since no inter-porphyrin interactions could be detected by NMR or UV-visible spectroscopy. The removal of the templating copper(I) ion from the catenates is inhibited by the presence of appended zinc(II) porphyrins, while the free catenands may be obtained when the zinc(II) ion is absent. Synthèse de [2]cate′nates porteurs de porphyrines par effet template de cuivre(I). La synthèse par effet de matrice, induit par le cuivre(I), du premier [2]catenate incorporant une porphyrine donneur d'e′lectron et une porphyrine accepteur, a e′te′ re′alise′e. Les deux porphyrines sont relie′es par un lien me′canique, non covalent. La strate′gie de synthèse implique, dans un premier temps, la pre′paration de macrocycles contenant des re′sidus de type 2,9-diphe′nyl-1,10-phe′nanthroline et des porphyrines pendantes. Un processus inhabituel d'agre′gation de l'un des macrocycles, comportant une porphyrine d'or(III), a e′te′ observe′. Ce phe′nomène, vraisemblablement favorise′ par des interactions d'empilement π–π, n'inhibe pas la pre′paration des cate′nates. En solution, la conformation des cate′nates semble grossièrement correspondre au sche′ma propose′, dans lequel les deux porphyrines sont situe′es de part et d'autre du coeur du cate′nate et dirige′es dans des directions oppose′es. Cette ge′ome′trie est en accord avec les e′tudes de RMN et de spectroscopie UV-visible, qui ne montrent aucune interaction entre les noyaux porphyriniques. La de′complexation de l'ion assembleur cuivre(I) n'a pas pu être re′alise′e, probablement du fait que des porphyrines de zinc(II) jouant le rôle d'inhibiteur de de′me′tallation. Par contre, lorsque les porphyrines ne contiennent pas de zinc, le cate′nand libre peut être obtenu.