Hydrogen bond directed molecular recognition in water in a strapped-porphyrin-cyclodextrin assembly

A water soluble, phenanthroline-strapped zinc porphyrin bearing four arylsulfonate groups formed a stable host–guest complex with two per-O-methylated β-cyclodextrin cavities. In the host–guest assembly, the zinc porphyrin was capable of binding imidazole within the cavity between the zinc(II) ion and the phenanthroline strap in an aqueous medium. The formation of a hydrogen bond between the imidazole NH and the nitrogen atoms of the phenanthroline was an essential element of the binding event, as shown by comparative binding studies with a non-strapped tetrasulfonated zinc porphyrin and with N-methylimidazole. This hydrogen bonding in an aqueous medium was possible due to the protected hydrophobic environment created by the cyclodextrins around the phenanthroline strap. This type of binding event may provide a biomimetic approach to study water soluble heme protein models

Light triggers molecular shuttling in rotaxanes: control over proximity and charge recombination

We present the synthesis of novel rotaxanes based on mechanically interlocked porphyrins and fullerene and their advanced investigations by means of photophysical measurements. To this end, a fullerene-capped dumbbell-type axle containing a central triazole was threaded through strapped (metallo)porphyrins—either a free-base or a zinc porphyrin. Femtosecond-resolved transient absorption measurements revealed charge-separation between the porphyrin and fullerene upon light excitation. Solvent polarity and solvent coordination effects induced molecular motion of the rotaxanes upon charge separation and enabled, for the first time, subtle control over the charge recombination by enabling and controlling the directionality of shuttling

Assemblages supramoléculaires de porphyrines à anse phénanthroline

This work describes the synthesis and study of compounds derived from a phenanthroline-strapped porphyrin. Two projects took advantage of the synthetic accessibility of this rigid superstructured porphyrin. Firstly, the phenanthroline-strapped porphyrin was used in a CuAAC reaction to synthesize a rotaxane by an active metal template strategy. The various parameters of this reaction were studied before focusing on the movement of the axle in response to various stimuli. A rotaxane combining the phenanthroline-strapped porphyrin with a C60 was then studied in the fundamental and in the excited state in solution. Secondly, the phenanthroline-strapped porphyrin was used for the synthesis of hemoprotein models by assembly with hydro-soluble cavitands in water. Various anionic and cationic porphyrins were synthesized and their interactions with cyclodextrins and cucurbiturils were studied by UV-visible spectrophotometry and NMR.Ce travail décrit la synthèse et l’étude de composés issus d’une porphyrine à anse phénanthroline. Deux projets tirent parti de l’accessibilité synthétique de cette porphyrine superstructurée rigide. Dans un premier temps, la porphyrine à anse est utilisée dans une réaction de CuAAC pour former un rotaxane par une stratégie de gabarit métallique actif. Les différents paramètres de cette réaction sont étudiés avant de s’attarder sur le déplacement de l’axe en réponse à divers stimuli. Par la suite un rotaxane alliant la porphyrine à anse phénanthroline à un C60 est étudié à l’état excité et fondamental. Dans un second temps, la porphyrine à anse phénanthroline est utilisé pour la synthèse de modèles d’hémoprotéines par assemblage avec des cavitands dans l’eau. Diverses porphyrines à anse anioniques et cationiques sont synthétisées et leurs interactions avec des cyclodextrines et des cucurbituriles sont étudiées par spectrophotométrie UV-visible et RMN

Phenanthroline strapped porphyrins : supramolecular assemblies

Ce travail décrit la synthèse et l’étude de composés issus d’une porphyrine à anse phénanthroline. Deux projets tirent parti de l’accessibilité synthétique de cette porphyrine superstructurée rigide. Dans un premier temps, la porphyrine à anse est utilisée dans une réaction de CuAAC pour former un rotaxane par une stratégie de gabarit métallique actif. Les différents paramètres de cette réaction sont étudiés avant de s’attarder sur le déplacement de l’axe en réponse à divers stimuli. Par la suite un rotaxane alliant la porphyrine à anse phénanthroline à un C60 est étudié à l’état excité et fondamental. Dans un second temps, la porphyrine à anse phénanthroline est utilisé pour la synthèse de modèles d’hémoprotéines par assemblage avec des cavitands dans l’eau. Diverses porphyrines à anse anioniques et cationiques sont synthétisées et leurs interactions avec des cyclodextrines et des cucurbituriles sont étudiées par spectrophotométrie UV-visible et RMN.This work describes the synthesis and study of compounds derived from a phenanthroline-strapped porphyrin. Two projects took advantage of the synthetic accessibility of this rigid superstructured porphyrin. Firstly, the phenanthroline-strapped porphyrin was used in a CuAAC reaction to synthesize a rotaxane by an active metal template strategy. The various parameters of this reaction were studied before focusing on the movement of the axle in response to various stimuli. A rotaxane combining the phenanthroline-strapped porphyrin with a C60 was then studied in the fundamental and in the excited state in solution. Secondly, the phenanthroline-strapped porphyrin was used for the synthesis of hemoprotein models by assembly with hydro-soluble cavitands in water. Various anionic and cationic porphyrins were synthesized and their interactions with cyclodextrins and cucurbiturils were studied by UV-visible spectrophotometry and NMR

Phenanthroline strapped porphyrins : supramolecular assemblies

Ce travail décrit la synthèse et l’étude de composés issus d’une porphyrine à anse phénanthroline. Deux projets tirent parti de l’accessibilité synthétique de cette porphyrine superstructurée rigide. Dans un premier temps, la porphyrine à anse est utilisée dans une réaction de CuAAC pour former un rotaxane par une stratégie de gabarit métallique actif. Les différents paramètres de cette réaction sont étudiés avant de s’attarder sur le déplacement de l’axe en réponse à divers stimuli. Par la suite un rotaxane alliant la porphyrine à anse phénanthroline à un C60 est étudié à l’état excité et fondamental. Dans un second temps, la porphyrine à anse phénanthroline est utilisé pour la synthèse de modèles d’hémoprotéines par assemblage avec des cavitands dans l’eau. Diverses porphyrines à anse anioniques et cationiques sont synthétisées et leurs interactions avec des cyclodextrines et des cucurbituriles sont étudiées par spectrophotométrie UV-visible et RMN.This work describes the synthesis and study of compounds derived from a phenanthroline-strapped porphyrin. Two projects took advantage of the synthetic accessibility of this rigid superstructured porphyrin. Firstly, the phenanthroline-strapped porphyrin was used in a CuAAC reaction to synthesize a rotaxane by an active metal template strategy. The various parameters of this reaction were studied before focusing on the movement of the axle in response to various stimuli. A rotaxane combining the phenanthroline-strapped porphyrin with a C60 was then studied in the fundamental and in the excited state in solution. Secondly, the phenanthroline-strapped porphyrin was used for the synthesis of hemoprotein models by assembly with hydro-soluble cavitands in water. Various anionic and cationic porphyrins were synthesized and their interactions with cyclodextrins and cucurbiturils were studied by UV-visible spectrophotometry and NMR