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π‐Diamond: A Diamondoid Superstructure Driven by π‐Interactions

类金刚石 上部结构 堆积 金刚烷 四面体 材料科学 结晶学 纳米技术 钻石 卟啉 化学物理 化学 分子 物理 复合材料 有机化学 光化学 热力学
作者
Kejiang Liang,Yimin Liang,Min Tang,Jiali Liu,Zheng‐Bin Tang,Zhichang Liu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:63 (38) 被引量:3
标识
DOI:10.1002/anie.202409507
摘要

Modulating the arrangement of superstructures through noncovalent interactions has a significant impact on macroscopic shape and the expression of unique properties. Constructing π-interaction-driven hierarchical three-dimensional (3D) superstructures poses challenges on account of limited directional control and weak intermolecular interactions. Here we report the construction of a 3D diamondoid superstructure, named π-Diamond, employing a ditopic strained Z-shaped building block comprising a porphyrin unit as bow-limb double-strapped with two m-xylylene units as bowstrings. This superstructure, reminiscent of diamond's tetrahedral carbon composition, is composed of double-walled tetrahedron (DWT) driven solely by π-interactions. Hetero-π-stacking interactions between porphyrin and m-xylylene panels drive the assembly of four building blocks predominantly into a DWT, which undergoes extension to create an adamantane unit and eventually a diamondoid superstructure wherein each porphyrin panel is shared by two neighboring tetrahedra through hetero-π-stacking. π-Diamond exhibits a solid-state fluorescent quantum yield 44 times higher than that of tetraphenylporphyrin along with excellent photocatalytic performance. The precise 3D directionality of π-interactions, achieved through strained multipanel building blocks, revolutionizes the assembly of hierarchical 3D superstructures driven by π-interactions.
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