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Cyclo[2]carbazole[2]pyrrole: a preorganized calix[4]pyrrole analogue
Chemical Science ( IF 7.6 ) Pub Date : 2022-12-26 , DOI: 10.1039/d2sc06376j Areum Lee 1 , Ju Ho Yang 1 , Ju Hyun Oh 1 , Benjamin P Hay 2 , Kyounghoon Lee 3 , Vincent M Lynch 4 , Jonathan L Sessler 4 , Sung Kuk Kim 1
Chemical Science ( IF 7.6 ) Pub Date : 2022-12-26 , DOI: 10.1039/d2sc06376j Areum Lee 1 , Ju Ho Yang 1 , Ju Hyun Oh 1 , Benjamin P Hay 2 , Kyounghoon Lee 3 , Vincent M Lynch 4 , Jonathan L Sessler 4 , Sung Kuk Kim 1
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A cyclo[2]carbazole[2]pyrrole (2) consisting of two carbazoles and two pyrroles has been synthesized by directly linking the carbazole 1- and 8-carbon atoms to the pyrrole α-carbon atoms. Macrocycle 2 is an extensively conjugated 16-membered macrocyclic ring that is fixed in a pseudo-1,3-alternate conformation. This provides a preorganized anion binding site consisting of two pyrrole subunits. 1H NMR spectroscopic analysis revealed that only the two diagonally opposed pyrrole NH protons, as opposed to the carbazole protons, take part in anion binding. Nevertheless, cyclo[2]carbazole[2]pyrrole 2 binds representative anions with higher affinity in CD2Cl2 than calix[4]pyrrole (1), a well-studied non-conjugated tetrapyrrole macrocycle that binds anions via four pyrrolic NH hydrogen bond interactions. On the basis of computational studies, the higher chloride anion affinity of receptor 2 relative to 1 is rationalized in terms of a larger binding energy and a lower host strain energy associated with anion complexation. In the presence of excess fluoride or bicarbonate anions, compound 2 loses two pyrrolic NH protons to produce a stable dianionic macrocycle [2–2H]2− displaying a quenched fluorescence.
中文翻译：
环[2]咔唑[2]吡咯：一种预组织的杯[4]吡咯类似物
由两个咔唑和两个吡咯组成的环[2]咔唑[2]吡咯 ( 2 ) 通过直接连接咔唑 1- 和 8- 碳原子与吡咯 α-碳原子合成。大环2是广泛共轭的 16 元大环，固定在伪 1,3-交替构象中。这提供了一个由两个吡咯亚基组成的预先组织好的阴离子结合位点。1 H NMR 光谱分析表明，与咔唑质子相反，只有两个对角线相对的吡咯 NH 质子参与阴离子结合。然而，环[2]咔唑[2]吡咯2在 CD 2 Cl 2中以比杯[4]吡咯更高的亲和力结合代表性阴离子（1 )，一种经过充分研究的非共轭四吡咯大环化合物，它通过四个吡咯 NH 氢键相互作用结合阴离子。在计算研究的基础上，受体2相对于1的较高氯阴离子亲和力在更大的结合能和与阴离子络合相关的较低宿主应变能方面是合理的。在存在过量氟化物或碳酸氢根阴离子的情况下，化合物2失去两个吡咯 NH 质子，产生稳定的双离子大环化合物 [ 2 –2H] 2−，显示出淬灭的荧光。
更新日期：2022-12-26
中文翻译：
环[2]咔唑[2]吡咯：一种预组织的杯[4]吡咯类似物
由两个咔唑和两个吡咯组成的环[2]咔唑[2]吡咯 ( 2 ) 通过直接连接咔唑 1- 和 8- 碳原子与吡咯 α-碳原子合成。大环2是广泛共轭的 16 元大环，固定在伪 1,3-交替构象中。这提供了一个由两个吡咯亚基组成的预先组织好的阴离子结合位点。1 H NMR 光谱分析表明，与咔唑质子相反，只有两个对角线相对的吡咯 NH 质子参与阴离子结合。然而，环[2]咔唑[2]吡咯2在 CD 2 Cl 2中以比杯[4]吡咯更高的亲和力结合代表性阴离子（1 )，一种经过充分研究的非共轭四吡咯大环化合物，它通过四个吡咯 NH 氢键相互作用结合阴离子。在计算研究的基础上，受体2相对于1的较高氯阴离子亲和力在更大的结合能和与阴离子络合相关的较低宿主应变能方面是合理的。在存在过量氟化物或碳酸氢根阴离子的情况下，化合物2失去两个吡咯 NH 质子，产生稳定的双离子大环化合物 [ 2 –2H] 2−，显示出淬灭的荧光。
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