Hierarchical Bottom-Up Methodology for Integrating Dynamic Ethynylhelicene Oligomers: Synthesis, Double Helix Formation, and the Higher Assembly Formation

در سیستم‌های بیولوژیکی، مولکول‌ها به صورت سلسله مراتبی، مجموعه‌های مرتب و مواد ماکروسکوپی را تشکیل می‌دهند، که نمونه‌ای از تجمع پروتئین‌ها است. توسعه چنین سیستم هایی با استفاده از ماکرومولکول های الیگومری به دست آمده از سنتز آلی می تواند بینش هایی را در مورد پدیده های بیولوژیکی ارائه دهد و منجر به ایجاد مواد جدید شود. در این راستا، مولکول‌های مارپیچ دوگانه مصنوعی موضوعات جذابی برای مطالعه هستند، زیرا دارای یک موتیف ساختاری مهم هستند که به طور گسترده در طبیعت ظاهر می‌شوند و می‌توانند تغییرات ساختاری پویا را نشان دهند. این پایان نامه یک رویکرد بی سابقه از پایین به بالا را با استفاده از الیگومرهای اتینیل هلیسین مصنوعی، که مارپیچ های دوتایی پویا را در محیط های آلی تشکیل می دهند، توصیف می کند. سنتز الیگومر، تشکیل مارپیچ دوگانه همو و هترو، و تشکیل مونتاژ بالاتر به دلیل برهمکنش‌های بین مجتمع مستند شده است. تشکیل مجموعه سلسله مراتبی یادآوری متقن از تجمع پروتئین های بیولوژیکی است که موجودات زنده را ایجاد می کنند. همچنین در اینجا نشان دادن روشی برای ارائه مارپیچ های هترو-دوبل متنوع و مجموعه های بالاتر آنها با تغییر ترکیب الیگومرها قابل توجه است که می تواند یکی دیگر از مزایای این سیستم مصنوعی باشد.

In biological systems, molecules hierarchically form ordered assemblies and macroscopic substances, as exemplified by the assembly of proteins. The development of such systems using oligomeric macromolecules obtained by organic synthesis can provide insights into biological phenomena and will lead to the creation of new materials. In this regard, synthetic double helix molecules are attractive subjects of study because they have an important structural motif that appears widely in nature and can exhibit dynamic structural change. This thesis describes an unprecedented bottom-up approach using synthetic ethynylhelicene oligomers, which form dynamic double helices in organic media. Oligomer synthesis, homo- and hetero-double helix formation, and higher assembly formation due to intercomplex interactions are documented. The hierarchical assembly formation is a cogent reminder of the assembly of biological proteins that create living creatures. Also notable here is the demonstration of a methodology of providing diverse hetero-double helices and their higher assemblies by changing the combination of oligomers, which can be another advantage of this synthetic system.