Synthese C₂-symmetrischer chiraler Bis(boronsäuren) und ihre Anwendung in der Darstellung von chiralen kovalenten organischen Käfigen

Abstract

Diese Arbeit behandelt die Synthese und Charakterisierung kovalent organischer Käfige basierend auf chiralen Boronsäureestern. Sie kann grob in zwei Abschnitte unterteilt werden: Synthese von chiralen C₂-symmetrischen Bis(boronsäuren) sowie die Käfigbildung mit den synthetisierten Bis(boronsäuren) und einem Hexaol. Vier C₂-symmetrische Grundgerüste wurden verwendet, darunter [2.2]Paracyclophan für planare Chiralität, 9,9´-Spirobifluoren für axiale Chiralität und die Trögersche Base für zentrale Chiralität. Die Bis(boronsäuren) wurden racemisch und enantiomerenrein synthetisiert. Anschließend wurden chirale kovalente Käfige durch Kombination der Bis(boronsäuren) mit einem trigonal pyramidalen Hexaol synthetisiert. Die Aggregatstruktur korrelierte mit den Öffnungswinkeln der Boronsäuren. Narzisstische Selbstsortierung und erhöhte Stabilität der Aggregate durch Phenylspacer wurden beobachtet. Die Ergebnisse liefern wertvolle Erkenntnisse für die Entwicklung chiraler kovalenter Käfige und deren Potenzial als enantiomerenreine Wirte für Fullerene.

This work deals with the synthesis and characterization of covalent organic cages based on chiral bis(boronic esters). It can be roughly divided into two sections: The synthesis of chiral C₂-symmetric bis(boronic esters) and the cage formation with the synthesized bis(boronic esters) and a hexaol. Four C₂-symmetric scaffolds were used, including [2.2]paracyclophan for planar chirality, 9,9'-spirobifluoro for axial chirality, and the Tröger base for central chirality. The bis(boronic acids) were synthesized in racemic and enantiomerically pure form. Subsequently, chiral covalent organic cages were synthesized by combining the bis(boronic acids) with a trigonal pyramidal hexaol. The aggregates structure correlated with the opening angles of the boronic acids. Narcissistic self-sorting and increased stability of the aggregates by addition of phenyl spacers were observed. The results provide valuable insights into the design of chiral covalent organic cages and their potential as enantiomerically pure hosts for fullerenes.