軸方向のキラルの多孔質芳香族ケージによるC60およびC70フラーレンの選択的カプセル化とキラル誘導

キラル誘導は、自然界で壊れている自発的対称性の神秘的な現象を理解する際の関連性だけでなく、医学とキラル産業におけるその重要な影響のために、化学の重要なトピックとなっています。宿主ゲストの相互作用による染色の誘導キラリティは、主に高対称性とそのアクセシビリティにおける課題からのキラル抵抗に起因することはめったに報告されていません。ここでは、キラルの多孔質芳香族ケージ（PAC）、R-PAC-2、S-PAC-2（BR置換基）およびR-PAC-3、S-PAC-3（CH3置換基を含む）エナンチオマーの2つの新しいペアを報告します。。PAC-3ではなく、PAC-2は、フラーレン炭素スートのC60を超えるC70のフラーレンのカプセル化と選択的結合を達成します。さらに重要なことに、R-PAC-2、S-PAC-2、およびfullerenesの間のキラル誘導の発生は、単結晶X線回折と、フラーレンの吸収領域内の強いCDシグナルによって確認されます。DFTの計算では、対面のアレンとフルレンの相互作用に由来する静電効果の寄与がC70選択性を支配し、フラーレンカプセル化に対する置換基の効果を解明します。フラーレンの固有の高対称電子構造でのフラーレンと周囲のキラルケージとの間の微分相互作用からの乱れは、誘導されたフラーレンのキラリティを占める主な理由である可能性があります。

Chiral induction has been an important topic in chemistry, not only for its relevance in understanding the mysterious phenomenon of spontaneous symmetry breaking in nature but also due to its critical implications in medicine and the chiral industry. The induced chirality of fullerenes by host-guest interactions has been rarely reported, mainly attributed to their chiral resistance from high symmetry and challenges in their accessibility. Herein, we report two new pairs of chiral porous aromatic cages (PAC), R-PAC-2, S-PAC-2 (with Br substituents) and R-PAC-3, S-PAC-3 (with CH3 substituents) enantiomers. PAC-2, rather than PAC-3, achieves fullerene encapsulation and selective binding of C70 over C60 in fullerene carbon soot. More significantly, the occurrence of chiral induction between R-PAC-2, S-PAC-2 and fullerenes is confirmed by single-crystal X-ray diffraction and the intense CD signal within the absorption region of fullerenes. DFT calculations reveal the contribution of electrostatic effects originating from face-to-face arene-fullerene interactions dominate C70 selectivity and elucidate the substituent effect on fullerene encapsulation. The disturbance from the differential interactions between fullerene and surrounding chiral cages on the intrinsic highly symmetric electronic structure of fullerene could be the primary reason accounting for the induced chirality of fullerene.