Novel Molecular Building Blocks Based on the Boradiazaindacene Chromophore: Applications in Fluorescent Metallosupramolecular Coordination Polymers

Authors

  • Ö. Altan Bozdemir Dr.,

    1. Department of Chemistry and UNAM-Institute of Materials Science and Nanotechnology, Bilkent University, 06800 Ankara (Turkey), Fax: (+90) 312-266-4068
    Search for more papers by this author
  • Onur Büyükcakir,

    1. Department of Chemistry and UNAM-Institute of Materials Science and Nanotechnology, Bilkent University, 06800 Ankara (Turkey), Fax: (+90) 312-266-4068
    2. Department of Chemisty, Middle East Technical University, 06531 Ankara (Turkey)
    Search for more papers by this author
  • Engin U. Akkaya Prof. Dr.

    1. Department of Chemistry and UNAM-Institute of Materials Science and Nanotechnology, Bilkent University, 06800 Ankara (Turkey), Fax: (+90) 312-266-4068
    Search for more papers by this author

Abstract

Bright polymers: Fluorescent coordination polymers made up of versatile functionalized bodipy (boron-dipyrrin) chromophore building blocks, such as that depicted, are described. Polymerization is signaled by changes in fluorescence emission intensity and shifts in peak emission wavelengths.

original image

We designed and synthesized novel boradiazaindacene (Bodipy) derivatives that are appropriately functionalized for metal-ion-mediated supramolecular polymerization. Thus, ligands for 2-terpyridyl-, 2,6-terpyridyl-, and bipyridyl-functionalized Bodipy dyes were synthesized through Sonogashira couplings. These fluorescent building blocks are responsive to metal ions in a stoichiometry-dependent manner. Octahedral coordinating metal ions such as ZnII result in polymerization at a stoichiometry corresponding to two terpyridyl ligands to one ZnII ion. However, at increased metal ion concentrations, the dynamic equilibria are re-established in such a way that the monomeric metal complex dominates. The position of equilibria can easily be monitored by 1H NMR and fluorescence spectroscopies. As expected, although open-shell FeII ions form similar complex structures, these cations quench the fluorescence emission of all four functionalized Bodipy ligands.

Abstract

Bu çalışmada, metal iyonları aracılığıyla supramoleküler polimerizasyon için uygun şekilde fonksiyonlandırılmış yeni boradiazaindasen (Bodipy) türevleri tasarlanmış ve sentezlenmiştir. Bu amaçla, ligand olarak Sonogashira reaksiyonu ile 2- ve 2,6-terpiridil ve bipiridil gruplarını içeren Bodipy boyarmaddeleri sentezlenmiştir. Bu floresan yapı blokları stokiyometriye bağlı bir biçimde metal iyonlarına duyarlılık gösterirler. ZnII gibi oktahedral koordinasyon eğilimi olan metal iyonları, iki terpiridil ligandına bir ZnII iyonu tekabül edecek bir stokiyometride polimerizasyona yol açmaktadırlar. Bununla beraber, yüksek metal iyonu derişimlerinde monomerik metal kompleksinin baskın olacağı bir biçimde, dinamik dengeler yeniden kurulmaktadır. Bu dengelerin pozisyonu 1H NMR ve fluoresans spektroskopileriyle kolaylıkla izlenebilmektedir. Beklenildiği gibi, benzer kompleks yapılar oluşturmasına rağmen FeII iyonu, sentezlenen tüm fonksiyonalize Bodipy ligandlarının emisyonlarını sönümlendirmektedir.

Ancillary