Control of the Threading/Dethreading Process of Calix[6]arene-Based Pseudorotaxanes and Rotaxanes

Abstract This Ph.D. thesis describes a study on the development of stimuli-responsive devices based on calix[6]arene-based rotaxanes and pseudorotaxanes. Initially the parameters responsible for the orientation and direction of asymmetric axles threading into the calix[6]arene wheel were investigated through kinetic and thermodynamic studies. Then the results were transferred to achieve the unidirectional transit of a viologen axle through the wheel cavity. The asymmetry of the calix[6]arene receptor has been then exploited to modify the chemical properties of a terpyridinic ligand in a pseudorotaxane and rotaxane system. As last part of this thesis the syntheses and studies of new amphiphilic calix[6]arene receptors, able to form 3D self-assembled structure in water are reported.

Riassunto Questo lavoro di tesi di Dottorato descrive uno studio per lo sviluppo di devices in grado di rispondere a stimoli esterni basati su sistemi pseudorotaxanici e rotaxanici a base calix[6]arenica. Inizialmente sono stati investigati i parametri the guidano l’orientazione e la direzione del processo di infilamento di assi asimmetrici nella ruota calix[6]arenica attraverso studi di tipo cinetico e termodinamico. Inseguito i risultati ottenuti sono stati trasferiti per promuovere un transito unidirezionale di un asse viologeno attraverso la cavità calixarenica. L’asimmetria del recettore calix[6]arenico è stata poi sfruttata per modificare le proprietà chimiche di un legante terpiridinico in sistemi pseudorotaxanici e rotaxanici. Come ultima parte di questa tesi viene riportata la sintesi e lo studio di nuovi recettori anfifilici a base calix[6]arenica in grado di generare strutture 3D in soluzione acquosa.