CHIRALITÀ SUPRAMOLECOLARE: VECCHI E NUOVI TEMI DI RICERCA

Il nostro gruppo si occupa da diversi anni di chiralità supramolecolare, e in quest’occasione presenteremo una “review” dei nostri principali contributi allo sviluppo di questo campo. Il controllo della chiralità nella sintesi non-covalente si può esercitare in diversi modi ma il metodo più semplice e diretto è indurre la dissimmetria a livello supramolecolare utilizzando, in uno degli step sintetici, un componente molecolare chirale. Recentemente, abbiamo dimostrato che l’induzione di chiralità in complessi supramolecolari cineticamente inerti permette di “memorizzare” la chiralità indotta formando così delle specie intrinsecamente chirali costituite da singoli componenti molecolari non chirali.1 Il fenomeno della memoria chirale è reso possibile dal fatto che alcuni processi di complessazione sono sotto controllo gerarchico (essenzialmente di tipo cinetico). Una reazione controllata a livello gerarchico è un processo nel quale l’auto-organizzazione dei singoli componenti molecolari dipende da una specifica sequenza di diversi singoli eventi di complessazione che porta alla formazione di specie assemblate multi-componenti. Il controllo a livello cinetico è molto importante in un processo di self-assembly che richieda diversi passaggi sintetici (cioè la formazione di specie supramolecolari multi-componenti, come i complessi porfirine-calixareni).2 L'inerzia cinetica, infatti, impedisce alle singole specie supramolecolari di dissociarsi e quindi di generare, nei successivi processi sintetici, specie con una sequenza molecolare non controllabile. Il trasferimento di chiralità è stato ottenuto anche tramite una perturbazione chirale, per esempio l’agitazione magnetica ci ha permesso di separare una miscela racema di assemblati supramolecolari.3 La chiralità supramolecolare è stata anche utilizzata come “probe” selettivo per forme rare del DNA (quali lo Z-DNA), e da questi complessi si sono anche progettate e realizzate gate logiche in soluzione acquosa.4 Di recente abbiamo intrapreso anche lo studio della chiralità indotta o amplificata dai plasmoni di nanoparticelle di Argento e la chiralità di soluzione acquose di grafene ossido. Riferimenti 1. a) Bellacchio, E.; Lauceri, R.; Monsù Scolaro, L.; Romeo, A.; Purrello, R. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 12353. b) Lauceri, R.; Raudino, A.; Monsù Scolaro, L.; Micali, N.; Purrello, R. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 894. c) Purrello, R.; Raudino, A.; Monsù Scolaro, L.; Loisi, A.; Bellacchio, E.; Lauceri, R. J. Phys. Chem. 2000, 104, 10900. d) Purrello, R.; Monsù Scolaro, L.; Bellacchio, E.; Gurrieri, S.; Romeo, A. Inorg. Chem. 1998, 37, 3647. e) Randazzo, R.; Mammana, A.; D'Urso, A.; Lauceri, R.; Purrello, R. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 9879. f) Mammana, A.; D'Urso, A.; Lauceri, R.; Purrello, R. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8062. g) C. Capici, Y. Cohen, A. D’Urso, G. Gattuso, A. Notti, A. Pappalardo, S. Pappalardo, M. F. Parisi, R. Purrello, S. Slovak, and V. Villari, Angew. Chem. In. Ed. 2011, 50, 1-7. 2. (a) Di Costanzo L., Geremia S., Randaccio L., Purrello R., Lauceri R., Sciotto D., Gulino F. G., Pavone V., Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 4245–4247; (b) Moschetto G., Lauceri R., Gulino F. G., Sciotto D., Purrello R., J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 14536–14537; (c) Gulino F. G., Lauceri R., Frish L., Evan-Salem T., Cohen Y., De Zorzi R., Geremia S., Di Costanzo L., Randaccio L., Sciotto D., Purrello R., Chem.–Eur. J. 2006, 12, 2722–2729; (d) D’Urso A., Cristaldi D. A., Fragalà M. E., Gattuso G., Pappalardo A., Pappalardo S., Parisi M. F., Purrello R., Chem.–Eur. J., 2010, 16, 10439. (e) D’Urso A., Nicotra P. F., Centonze G., Fragalà M. E., Gattuso G., Notti A., Pappalardo A., Pappalardo S., Parisi M. F., Purrello R., Chem. Commun., 2012, 48, 4046; (f) D’Urso A., Fragalà M. E., Purrello R., Chem. Commun., 2012, 48, 8165. 3. A. D’Urso, R. Randazzo, L. Lo Faro, R. Purrello Angew. Chem. In. Ed. 2010, 49, 108. 4. a) Balaz M, De Napoli M, Holmes AE, Mammana A, Nakanishi K, Berova N, Purrello R. Angew Chem Int Ed 2005, 44, 4006-4009. b) D'Urso A, Holmes AE, Berova N, Balaz M, Purrello R. Chem As J 2011, 6, 3104–3109; c) D'Urso A, Choi JK, Shabbir-Hussain M, Ngwa FN, Lambousis MI, Purrello R, Balaz M. Biochem Biophys Res Comm 2010, 397, 329–332.
d) D'Urso A, Mammana A, Balaz M, Holmes AE, Berova N, Lauceri R, Purrello R. J Am Chem Soc 2009, 131, 2046–2047.