表面光驱动分子电机的单分子成像

该协议提供了在单分子水平上可视化人为光驱动分子电机旋转的第一个例子。这里使用的合成技术旨在合成具有多个功能组的复杂分子机。首先，在砷的大气中，将640毫克的转子前体化合物二、219毫克的碘化铜和3.44克碘化钠放在装有搅拌棒的100毫升施伦克管中。

将密封管连接到施伦克生产线，并加入 50 毫升 1、4-二恶烷和 263 毫克的跨-1、2-二环环氧烷。在140摄氏度下搅拌混合物24小时，以替代溴代替碘。然后，让混合物冷却到室温，并在真空下蒸发溶剂。

通过硅胶闪光色谱净化化合物，去除挥发物，获得碘替代化合物三作为粘性黄色油。接下来，将415毫克的劳森试剂和219毫克的化合物三放在装有搅拌棒的施伦克烧瓶中。通过冷凝器将烧瓶连接到施伦克线，然后用 argon 将其清除三次。

加入10毫升甲苯，将混合物回流两小时，将化合物3转化为硫酮。通过闪光色谱蒸发溶剂并纯化硫酮。从纯馏分中去除挥发物，在20毫升四氢黄中溶解分离的硫酮。

接下来，在另外20毫升的THF中溶解476毫克新鲜准备好的化合物4，即定子二氧化硅前体。将化合物4的溶液加入硫酮溶液中，在砷下回流混合物16小时，同时搅拌形成转子和定子之间的双键。蒸发多余的溶剂，通过闪光色谱净化粗制油产品，去除挥发物，获得电机化合物5作为红色固体。

接下来，在装有搅拌棒的20毫升施伦克管中加入165毫克的马达5、4.56毫克的二二（三苯磷）丙二（三苯磷）丙酸二酯和2.48毫克的碘化铜。密封管并连接到施伦克线。将10毫升THF和2毫升二异丙基胺和气泡砷通过混合物10分钟。

然后，将混合物转移到施伦克管中，在室温下搅拌反应混合物10分钟。加入42毫克三异丙基乙二烯，继续搅拌15至16小时，用 TIPS乙烯代替碘。然后，将产品混合物倒入25毫升饱和水氯化铵中。

将产品提取成三个20毫升的二氯甲烷部分，用50毫升饱和盐水清洗组合的有机层一次。将洗净的有机层干燥硫酸钠。过滤掉干燥剂并去除多余的溶剂。

通过闪光色谱净化残留物，去除真空下的挥发物，获得电机六作为棕色油。在装有搅拌棒的50毫升烧瓶中，将90毫克的PBI标签电机12、5毫升THF、5毫升甲醇和5毫升单摩尔氢氧化钠混合在一起。在 70 摄氏度下搅拌混合物 6 小时，以水解子上的酯类。

然后，在搅拌时将混合物冷却至室温。加入五毫升双蒸馏水，通过旋转蒸发去除挥发性溶剂。加入水性单摩尔液压酸，直到混合物达到pH1，此时电机1b将沉淀从溶液作为棕色固体。

通过过滤回收固体，用10毫升冷水清洗，并在真空中干燥。接下来，在90摄氏度的食人鱼溶液中浸泡石英滑液一小时。用五毫升双蒸馏水冲洗幻灯片三次，用甲醇冲洗一次。

用氮气擦干滑梯。然后，在新鲜蒸馏的甲苯中准备一毫摩尔溶液中的3-氨基丙基（二氧基）甲基硅烷。在室温下将幻灯片浸泡在溶液中 12 小时，然后用五毫升甲苯和甲醇冲洗硅化幻灯片。

将幻灯片按顺序浸入甲苯和甲醇中，各两分钟，然后在气流下干燥。接下来，为每张幻灯片准备五毫升 0.1 毫升电机 1b 二甲基酰胺溶液。在室温下将幻灯片浸泡在 1b 溶液中 12 小时，使石英表面具有 1b 的单层功能化。

按顺序用 DMF、水和甲醇清洗功能化的幻灯片。用气把滑梯晾干，然后存放在密封的容器中。分子马达1b以适中度合成，用刚性的苯乙烯四烯四烯臂将转子核心连接到荧光标签。

质子 NMR 光谱在哈和 Hc 之间没有显著的致耦合，这与哈和 Hc 均在伪四边形方向上是一致的。Hb和Hc.辐射之间观察到轴向赤道振动耦合，365纳米光诱导异构化围绕中央双键到这个不稳定的异构体。甲基信号的下场移位和哈和 Hc 之间的维数耦合的发展都表明甲基群是伪地体。

当化合物在室温下被蒙在漆中时，热螺旋反转释放出分子的应变，石脑油滑过氟烯。由于对称氟烯子子，这使分子恢复到了原来的配置。稳定与不稳定异构体的紫外线/视觉光谱显示，刚性臂和荧光标记的特征吸收区域差异不大。

紫外光谱学证实了在石英上成功组装电机1b的单层。单层只需 15 分钟的辐照即可到达照片静止状态中的不稳定异构体。重要的是要确保二氧化硅和硫酮化合物是新鲜制作的，以确保电机5的成功合成。

分子机研究领域可从这一方法中受益，因为它为复杂分子机的设计、合成和可视化提供了重要的指导。皮兰哈解决方案用于清洁幻灯片。此溶液是高酸性的，应谨慎使用。