Penutupan pada permasalahan ikatan

Pada sembilan tahun yang lalu, kelompok Chris Hunter pada University of Sheffield di Inggris melaporkan bahwa mereka dapat menggunakan ion zat besi untuk mengikat simpul terbuka pada suatu linear oligomer.¹ Namun kata seorang ahli matematika bahwa sebuah simpul bukanlah suatu simpul kecuali jika tidak bisa dibuka kembali – tidak boleh ada ikatan longgar diujungnya. Pada penelitian terakhir mereka, tim Hunter mengikuti petunjuk pekerjaan lilitan oligomer mereka dan menyusun untuk mengikt ujung ikatan yang longgar bersama-sama.²

Oligomer ini meliputi tiga pasang cincin pyridine, seperti cincin benzene dengan satu atom karbon yang digantikan oleh nitrogen. Salah satu dari beberapa ligand tersebut mengikat pada inti ion zat besi melalui beberapa atom nitrogen. Lalu, oligomer melipat sehingga ligand kedua akan mengikat, dengan meninggalkan dua ujung yang menyilang. Supaya ligand ketiga mengikat pada zat besinya, ujung yang panjang dari oligomer harus diperiksa melalui putaran pertama, membentuk suatu ikatan trefoil terbuka.

Ikatan pada simpul: Pada contoh ini, template (merah muda) merupakan ion zat besi(II), ligand (biru) adalah 2,2-bipyridines dan penghubung (merah) adalah diphenylmethanes. Pada langkah terakhir, pemindahan template zat besi(II) memberikn simpul molekular trefoil

Spektra dari atom-atom hidrogen sangat sensitif sekali jika didekat atom-atom sehingga kelompoknya dapat menggunakan spektroskopi resonansi magnetik nuklear untuk mengidentifikasi struktur molekular yang dibentuk selama pengikatan, yang mengindikasikan bahwa mereka telah menciptakan simpul chiral trefoil.

Pertama-tama mereka menutup simpul ini dengan jembatan ester, namun saat mereka mencoba untuk memindahkan template, ion-ion klorida tidak mengikat dengan cukup kuat pada zat besinya. Lithium sulphida memecah ikatan ester dan meninggalkan mereka dengan oligomer yang asli. Lalu, tim ini mencoba penutupan metathesis cincin, pertama kali menambahkan kelompok fungsional alkenepaeda ujung terbuka dari simpul ini, kemudian menggunakan suatu katalis untuk menutupnya.

‘[Namun] metalnya terjebak didalam simpul tersebut dan mengikat dengan afinitas yang sangat tinggi – sehingga hal ini sangat licik untuk mendorongnya kembali keluar lagi,’ kata Hunter.

Tidak juga ion-ion klorida ataupun lithium sulphide dapat membebaskan zat besi ini, sehingga tim ini mencoba kembali dengan menggunakan kelompok alkene yang panjang untuk membentuk suatu hubungan yang lebih fleksibel. Kali ini, zat besinya terlepas dengan lithium sulphide, dengan meninggalkan simpul molekular tertutup.

Tim Jean-Pierre Sauvage pada University of Strasbourg di Perancis membuat simpul trefoil pada template dua metal pada tahun 1996. ‘Persiapan yang [baru] sangatlah praktis dan dapat menggeneralisasikan pada varietas simpul trefoil yang luas, membuka jalan bagi beberapa studi yang baru, dalam kaitannya dengan pilinan dan, kemungkinan, proses pentransferan elektron enantioselectif,’ katanya.