Synthese im Blickpunkt: Durch aktive Template zu verzahnten Molekülen

Rotaxane und Catenane lassen sich inzwischen in guten Ausbeuten herstellen – auch wegen neuer Synthesestrategien wie der Active-Template-Methode. Diese nutzt Metalle wie Kupfer(I), und zwar nicht nur als Templatbildner, sondern auch als Katalysator.

Die Eigenschaften verzahnter Moleküle wie Rotaxane, Catenane oder molekulare Knoten erlauben, sie etwa als molekulare Schalter, Muskeln, Ventile und Maschinen einzusetzen. Für die Herstellung und Anwendung solcher Moleküle wurden drei Pioniere ausgezeichnet: Im Jahr 2016 erhielten Jean-Pierre Sauvage, James Fraser Stoddart und Ben Feringa den Nobelpreis für Chemie.

Rotaxane und Catenane enthalten eine mechanische Bindung, ihre Untereinheiten sind also miteinander verzahnt und können nicht dissoziieren. Die Untereinheiten sind jedoch nicht kovalent verbunden. Solche verzahnten Systeme lassen sich zielgerichtet durch templatgesteuerte Synthese herstellen. Dies gelang erstmals Sauvage im Jahr 1983 mit einem Metalltemplat, was zur Entwicklung etlicher Templatsynthesen für verzahnte Moleküle geführt hat.¹⁾

Im Jahr 2006 berichtete David A. Leigh über eine neue Syntheseroute, für die er aktive Metalltemplate nu

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