Host-guest supramolecular polymers based on phosphonate cavitands

Abstract

Abstract

Supramolecular polymers are the main topic of this thesis. Such polymers are based on well defined architectures in which the building blocks are held together by non-covalent interactions. Such interactions result to be reversible and tunable. Consequently supramolecular polymers may have many advantages over traditional polymers because of easy workability both in solution and in the melt. Also they might respond differently to high levels of stress since the secondary interactions holding the chains together are constantly being broken and reformed. Chapter 2 reports the diastereoselective synthesis of tetraphosphonate cavitands and their complexation properties toward charged N-methyl derivatives. Chapter 3 and 4 report the synthesis of the monomer units based on functionalized tetraphosphonate cavitands for self-assembly-disassembly of polymers and the characterization of the supramolecular architectures obtained. In Chapter 5, the Tiiii cavitands that form very stable complexes with N-methylammonium salts were used as sequestrant agents in the monomethylation reactions of primary amines, achieving very high selectivity.

Abstract

Argomento principale di questa tesi è la sintesi e lo studio di sistemi polimerici supramolecolari. Tali sistemi presentano architetture ben definite in cui le singole unità costituenti sono legate tra loro mediante interazioni non covalenti, reversibili e modulabili. Per questo motivo i polimeri supramolecolari annoverano numerosi vantaggi rispetto a quelli tradizionali, tra cui la più facile lavorabilità, sia in soluzione che da fuso. Inoltre questi sistemi sono in grado di sopportare anche elevati stress applicati, grazie alla loro capacità di rompere e riformare in modo continuo le interazioni tra le unità monomeriche. Il capitolo due riporta la sintesi diastereoselettiva di cavitandi tetrafosfonati e lo studio delle loro proprietà complessanti nei confronti di sali di N-metil piridinio e di N-metilammonio. I capitoli tre e quattro illustrano la sintesi di cavitandi tetrafosfonati diversamente funzionalizzati usate come unità monomeriche per il self-assembly-disassembly di polimeri. Si riporta inoltre la caratterizzazione delle architetture supramolecolari ottenute. Nel capitolo cinque, i cavitandi tetrafosfonati che formano complessi stabili con sali di N-metilammonio sono stati utilizzati come agenti sequestranti in processi di monometilazione di ammine primarie, raggiungendo altissime selettività per questo tipo di reazioni.