1
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Supramolecular Polymers: Recent Advances Based on the Types of Underlying Interactions. Prog Polym Sci 2022. [DOI: 10.1016/j.progpolymsci.2022.101635] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/23/2022]
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2
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Gattuso G, Crisafulli D, Milone M, Mancuso F, Pisagatti I, Notti A, Parisi MF. Proton Transfer Mediated Recognition of Amines by Ionizable Macrocyclic Receptors. Chem Commun (Camb) 2022; 58:10743-10756. [DOI: 10.1039/d2cc04047f] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/21/2022]
Abstract
Ammonium ion/carboxylate ion pairing is a key interaction ubiquitous in biological systems, but amine recognition by ionizable molecular receptors, mediated by host-to-guest proton transfer, has too often been overlooked as...
Collapse
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Notti A, Pisagatti I, Nastasi F, Patanè S, Parisi MF, Gattuso G. Stimuli-Responsive Internally Ion-Paired Supramolecular Polymer Based on a Bis-pillar[5]arene Dicarboxylic Acid Monomer. J Org Chem 2020; 86:1676-1684. [PMID: 33369427 PMCID: PMC7871325 DOI: 10.1021/acs.joc.0c02501] [Citation(s) in RCA: 5] [Impact Index Per Article: 1.3] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/21/2022]
Abstract
![]()
A novel
bis-pillar[5]arene dicarboxylic acid self-assembles in
the presence of 1,12-diaminododecane to yield overall neutral, internally
ion-paired supramolecular polymers. Their aggregation, binding mode,
and morphology can be tuned by external stimuli such as solvent polarity,
concentration, and base treatment.
Collapse
Affiliation(s)
- Anna Notti
- Dipartimento di Scienze Chimiche, Biologiche, Farmaceutiche ed Ambientali, Università di Messina, Viale F. Stagno d'Alcontres 31, 98166 Messina, Italy
| | - Ilenia Pisagatti
- Dipartimento di Scienze Chimiche, Biologiche, Farmaceutiche ed Ambientali, Università di Messina, Viale F. Stagno d'Alcontres 31, 98166 Messina, Italy
| | - Francesco Nastasi
- Dipartimento di Scienze Chimiche, Biologiche, Farmaceutiche ed Ambientali, Università di Messina, Viale F. Stagno d'Alcontres 31, 98166 Messina, Italy
| | - Salvatore Patanè
- Dipartimento di Scienze Matematiche e Informatiche, Scienze Fisiche e Scienze della Terra, Università di Messina, Viale F. Stagno d'Alcontres 31, 98166 Messina, Italy
| | - Melchiorre F Parisi
- Dipartimento di Scienze Chimiche, Biologiche, Farmaceutiche ed Ambientali, Università di Messina, Viale F. Stagno d'Alcontres 31, 98166 Messina, Italy
| | - Giuseppe Gattuso
- Dipartimento di Scienze Chimiche, Biologiche, Farmaceutiche ed Ambientali, Università di Messina, Viale F. Stagno d'Alcontres 31, 98166 Messina, Italy
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Collapse
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Pisagatti I, Barbera L, Gattuso G, Villari V, Micali N, Fazio E, Neri F, Parisi MF, Notti A. Tuning the aggregation of an amphiphilic anionic calix[5]arene by selective host–guest interactions with bola-type dications. NEW J CHEM 2019. [DOI: 10.1039/c9nj01198f] [Citation(s) in RCA: 12] [Impact Index Per Article: 2.4] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/21/2022]
Abstract
Bola-type dications of different length drive the formation of head-to-tail or capsular supramolecular amphiphiles and, in turn, that of the final aggregates.
Collapse
Affiliation(s)
- Ilenia Pisagatti
- Dipartimento di Scienze Chimiche, Biologiche
- Farmaceutiche ed Ambientali
- Università di Messina
- 98166 Messina
- Italy
| | - Lucia Barbera
- Dipartimento di Scienze Chimiche, Biologiche
- Farmaceutiche ed Ambientali
- Università di Messina
- 98166 Messina
- Italy
| | - Giuseppe Gattuso
- Dipartimento di Scienze Chimiche, Biologiche
- Farmaceutiche ed Ambientali
- Università di Messina
- 98166 Messina
- Italy
| | | | - Norberto Micali
- CNR-IPCF Istituto per i Processi Chimico-Fisici
- 98158 Messina
- Italy
| | - Enza Fazio
- Dipartimento di Scienze Matematiche e Informatiche
- Scienze Fisiche e Scienze della Terra (MIFT)
- Università di Messina
- 98166 Messina
- Italy
| | - Fortunato Neri
- Dipartimento di Scienze Matematiche e Informatiche
- Scienze Fisiche e Scienze della Terra (MIFT)
- Università di Messina
- 98166 Messina
- Italy
| | - Melchiorre F. Parisi
- Dipartimento di Scienze Chimiche, Biologiche
- Farmaceutiche ed Ambientali
- Università di Messina
- 98166 Messina
- Italy
| | - Anna Notti
- Dipartimento di Scienze Chimiche, Biologiche
- Farmaceutiche ed Ambientali
- Università di Messina
- 98166 Messina
- Italy
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Collapse
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5
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Pisagatti I, Barbera L, Gattuso G, Parisi MF, Geremia S, Hickey N, Notti A. Guest-length driven high fidelity self-sorting in supramolecular capsule formation of calix[5]arenes in water. Org Chem Front 2019. [DOI: 10.1039/c9qo01188a] [Citation(s) in RCA: 7] [Impact Index Per Article: 1.4] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/16/2022]
Abstract
Only homocapsules 1⊃NC8N⊂1 and 2⊃NC10N⊂2 are selectively formed out of ten potentially different products.
Collapse
Affiliation(s)
- Ilenia Pisagatti
- Dipartimento di Scienze Chimiche
- Biologiche
- Farmaceutiche ed Ambientali
- Università di Messina
- 98166 Messina
| | - Lucia Barbera
- Dipartimento di Scienze Chimiche
- Biologiche
- Farmaceutiche ed Ambientali
- Università di Messina
- 98166 Messina
| | - Giuseppe Gattuso
- Dipartimento di Scienze Chimiche
- Biologiche
- Farmaceutiche ed Ambientali
- Università di Messina
- 98166 Messina
| | - Melchiorre F. Parisi
- Dipartimento di Scienze Chimiche
- Biologiche
- Farmaceutiche ed Ambientali
- Università di Messina
- 98166 Messina
| | - Silvano Geremia
- Centro di Eccellenza in Biocristallografia
- Dipartimento di Scienze Chimiche e Farmaceutiche
- Università di Trieste
- 34127 Trieste
- Italy
| | - Neal Hickey
- Centro di Eccellenza in Biocristallografia
- Dipartimento di Scienze Chimiche e Farmaceutiche
- Università di Trieste
- 34127 Trieste
- Italy
| | - Anna Notti
- Dipartimento di Scienze Chimiche
- Biologiche
- Farmaceutiche ed Ambientali
- Università di Messina
- 98166 Messina
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Collapse
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Manganaro N, Pisagatti I, Notti A, Parisi MF, Gattuso G. Self-sorting assembly of a calixarene/crown ether polypseudorotaxane gated by ion-pairing. NEW J CHEM 2019. [DOI: 10.1039/c9nj01583c] [Citation(s) in RCA: 2] [Impact Index Per Article: 0.4] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/12/2022]
Abstract
A polypseudorotaxane composed of a calix[5]arene-diammonium supramolecular polymer and dibenzo-24-crown-8 wheels self-assembles only in the presence of superweak counterions
Collapse
Affiliation(s)
- Nadia Manganaro
- Dipartimento di Scienze Chimiche
- Biologiche
- Farmaceutiche ed Ambientali
- Università di Messina
- 98166 Messina
| | - Ilenia Pisagatti
- Dipartimento di Scienze Chimiche
- Biologiche
- Farmaceutiche ed Ambientali
- Università di Messina
- 98166 Messina
| | - Anna Notti
- Dipartimento di Scienze Chimiche
- Biologiche
- Farmaceutiche ed Ambientali
- Università di Messina
- 98166 Messina
| | - Melchiorre F. Parisi
- Dipartimento di Scienze Chimiche
- Biologiche
- Farmaceutiche ed Ambientali
- Università di Messina
- 98166 Messina
| | - Giuseppe Gattuso
- Dipartimento di Scienze Chimiche
- Biologiche
- Farmaceutiche ed Ambientali
- Università di Messina
- 98166 Messina
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Collapse
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Pisagatti I, Barbera L, Gattuso G, Patanè S, Parisi MF, Notti A. Novel PEGylated calix[5]arenes as carriers for Rose Bengal. Supramol Chem 2018. [DOI: 10.1080/10610278.2018.1455976] [Citation(s) in RCA: 6] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Submit a Manuscript] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 10/17/2022]
Affiliation(s)
- Ilenia Pisagatti
- Dipartimento di Scienze Chimiche, Biologiche, Farmaceutiche ed Ambientali, Università di Messina, Messina, Italy
| | - Lucia Barbera
- Dipartimento di Scienze Chimiche, Biologiche, Farmaceutiche ed Ambientali, Università di Messina, Messina, Italy
| | - Giuseppe Gattuso
- Dipartimento di Scienze Chimiche, Biologiche, Farmaceutiche ed Ambientali, Università di Messina, Messina, Italy
| | - Salvatore Patanè
- Dipartimento di Scienze Matematiche e Informatiche, Scienze Fisiche e Scienze della Terra, Università di Messina, Messina, Italy
| | - Melchiorre F. Parisi
- Dipartimento di Scienze Chimiche, Biologiche, Farmaceutiche ed Ambientali, Università di Messina, Messina, Italy
| | - Anna Notti
- Dipartimento di Scienze Chimiche, Biologiche, Farmaceutiche ed Ambientali, Università di Messina, Messina, Italy
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Collapse
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Manganaro N, Pisagatti I, Notti A, Pappalardo A, Patanè S, Micali N, Villari V, Parisi MF, Gattuso G. Ring/Chain Morphology Control in Overall-Neutral, Internally Ion-Paired Supramolecular Polymers. Chemistry 2017; 24:1097-1103. [PMID: 29124821 DOI: 10.1002/chem.201703342] [Citation(s) in RCA: 7] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 07/19/2017] [Indexed: 01/04/2023]
Abstract
The self-assembly of internally ion-paired, neutral AA/BB-type supramolecular polymers composed of complementary di-ionizable homoditopic pairs of monomers is reported. Host-to-guest double-proton transfer mediates the recognition between bis-calix[5]arenedicarboxylic acids and α,ω-diaminoalkanes to yield cyclic, doughnut-shaped assemblies with morphologies (i.e., cyclic vs. linear) that can be controlled by means of external chemical stimuli. The behavior of these intriguing aggregates, both in solution and on surfaces, has been investigated by a combination of 1 H and DOSY NMR spectroscopy, light-scattering, and atomic force microscopy.
Collapse
Affiliation(s)
- Nadia Manganaro
- Dipartimento di Scienze Chimiche Biologiche, Farmaceutiche ed Ambientali, Università di Messina, Viale F. Stagno d'Alcontres 31, 98166, Messina, Italy
| | - Ilenia Pisagatti
- Dipartimento di Scienze Chimiche Biologiche, Farmaceutiche ed Ambientali, Università di Messina, Viale F. Stagno d'Alcontres 31, 98166, Messina, Italy
| | - Anna Notti
- Dipartimento di Scienze Chimiche Biologiche, Farmaceutiche ed Ambientali, Università di Messina, Viale F. Stagno d'Alcontres 31, 98166, Messina, Italy
| | - Andrea Pappalardo
- Dipartimento di Scienze Chimiche, Università di Catania, Viale A. Doria 6, 95125, Catania, Italy
| | - Salvatore Patanè
- Dipartimento di Scienze Matematiche e Informatiche, Scienze Fisiche e Scienze della Terra, Università di Messina, Viale F. Stagno d'Alcontres 31, 98166, Messina, Italy
| | - Norberto Micali
- CNR-IPCF Istituto per i Processi Chimico-Fisici, Viale F. Stagno d'Alcontres 37, 98158, Messina, Italy
| | - Valentina Villari
- CNR-IPCF Istituto per i Processi Chimico-Fisici, Viale F. Stagno d'Alcontres 37, 98158, Messina, Italy
| | - Melchiorre F Parisi
- Dipartimento di Scienze Chimiche Biologiche, Farmaceutiche ed Ambientali, Università di Messina, Viale F. Stagno d'Alcontres 31, 98166, Messina, Italy
| | - Giuseppe Gattuso
- Dipartimento di Scienze Chimiche Biologiche, Farmaceutiche ed Ambientali, Università di Messina, Viale F. Stagno d'Alcontres 31, 98166, Messina, Italy
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Collapse
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De Rosa M, Talotta C, Gaeta C, Soriente A, Neri P, Pappalardo S, Gattuso G, Notti A, Parisi MF, Pisagatti I. Calix[5]arene Through-the-Annulus Threading of Dialkylammonium Guests Weakly Paired to the TFPB Anion. J Org Chem 2017; 82:5162-5168. [PMID: 28426214 DOI: 10.1021/acs.joc.7b00406] [Citation(s) in RCA: 19] [Impact Index Per Article: 2.7] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/29/2022]
Abstract
Through-the-annulus threading of calix[5]arene penta-O-ethers by dialkylammonium cations coupled to the loosely coordinating superweak TFPB- anion has been achieved. 1H NMR titration data show that preorganization of the calix[5]arene scaffold leads to great thermodynamic stability of the pseudorotaxane complexes as well as to a favorable threading kinetic. Thus, calix[5]arene 1c, bearing tert-butyl groups at the wide rim, was threaded by all of the cations under study (with the exception of the dibenzylammonium 2b+) more tightly than the other derivatives under investigation (Ka's up to 2.02 ± 0.2 × 105 M-1) because of its preorganized cone conformation. According to DFT calculations, van der Waals interactions between the tert-butyl groups of 1c and the alkyl chain of the cationic axle are likely responsible for the remarkable stability observed. The threading of the calix[5]arene wheels with the asymmetric pentylbenzylammonium axle 2c+ led to the toposelective formation of the endo-pentylpseudorotaxane stereoisomer in agreement with the known "endo-alkyl rule". Owing to the steric hindrance of the axle phenyl group, the threading of the guest was seen to occur in a unidirectional fashion through the calixarene narrow rim.
Collapse
Affiliation(s)
- Margherita De Rosa
- Dipartimento di Chimica e Biologia "A. Zambelli", Università di Salerno , Via Giovanni Paolo II 132, 84084 Fisciano (Salerno), Italy
| | - Carmen Talotta
- Dipartimento di Chimica e Biologia "A. Zambelli", Università di Salerno , Via Giovanni Paolo II 132, 84084 Fisciano (Salerno), Italy
| | - Carmine Gaeta
- Dipartimento di Chimica e Biologia "A. Zambelli", Università di Salerno , Via Giovanni Paolo II 132, 84084 Fisciano (Salerno), Italy
| | - Annunziata Soriente
- Dipartimento di Chimica e Biologia "A. Zambelli", Università di Salerno , Via Giovanni Paolo II 132, 84084 Fisciano (Salerno), Italy
| | - Placido Neri
- Dipartimento di Chimica e Biologia "A. Zambelli", Università di Salerno , Via Giovanni Paolo II 132, 84084 Fisciano (Salerno), Italy
| | - Sebastiano Pappalardo
- Dipartimento di Scienze Chimiche, Università di Catania , Viale A. Doria 6, 95125 Catania, Italy
| | - Giuseppe Gattuso
- Dipartimento di Scienze Chimiche, Biologiche, Farmaceutiche ed Ambientali, Università di Messina , Viale F. Stagno d'Alcontres 31, 98166 Messina, Italy
| | - Anna Notti
- Dipartimento di Scienze Chimiche, Biologiche, Farmaceutiche ed Ambientali, Università di Messina , Viale F. Stagno d'Alcontres 31, 98166 Messina, Italy
| | - Melchiorre F Parisi
- Dipartimento di Scienze Chimiche, Biologiche, Farmaceutiche ed Ambientali, Università di Messina , Viale F. Stagno d'Alcontres 31, 98166 Messina, Italy
| | - Ilenia Pisagatti
- Dipartimento di Scienze Chimiche, Biologiche, Farmaceutiche ed Ambientali, Università di Messina , Viale F. Stagno d'Alcontres 31, 98166 Messina, Italy
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Collapse
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Lee E, Ju H, Kang Y, Lee SS, Park KM. Guest-Induced 2-D Metallopolycapsular Networks Based on a 1,3-Alternate Calix[4]arene Derivative. Chemistry 2015; 21:6052-6. [DOI: 10.1002/chem.201406545] [Citation(s) in RCA: 4] [Impact Index Per Article: 0.4] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 12/18/2014] [Indexed: 11/11/2022]
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Yang X, Yu H, Wang L, Tong R, Akram M, Chen Y, Zhai X. Self-healing polymer materials constructed by macrocycle-based host-guest interactions. SOFT MATTER 2015; 11:1242-1252. [PMID: 25614350 DOI: 10.1039/c4sm02372b] [Citation(s) in RCA: 56] [Impact Index Per Article: 6.2] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 06/04/2023]
Abstract
Self-healing polymers, which can spontaneously recover themselves after being ruptured, result in enhanced lifetimes for materials and open up a fascinating direction in material science. Macrocycle-based host-guest interactions, one of the most crucial non-covalent interactions, play a key role in self-healing material fabrication. This review aims to highlight the very recent and important progress made in the area of self-healing polymer materials by focusing on cyclodextrins (CDs), crown ethers, cucurbit[n]urils (CBs), calix[n]arenes and pillar[n]arenes with special guest groups and tailored structures. In addition, we also propose future research directions and hope that this review can in a way reflect the current situation and future trends in this developing area.
Collapse
Affiliation(s)
- Xianpeng Yang
- State Key Laboratory of Chemical Engineering, College of Chemical and Biological Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, People's Republic of China.
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Gattuso G, Notti A, Parisi MF, Pisagatti I, Marcos PM, Ascenso JR, Brancatelli G, Geremia S. Selective recognition of biogenic amine hydrochlorides by heteroditopic dihomooxacalix[4]arenes. NEW J CHEM 2015. [DOI: 10.1039/c4nj01423e] [Citation(s) in RCA: 18] [Impact Index Per Article: 2.0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/13/2022]
Abstract
New receptors for the selective binding of monoamine neurotransmitters and trace amine hydrochlorides, as ion pairs, are described.
Collapse
Affiliation(s)
- Giuseppe Gattuso
- Dipartimento di Scienze Chimiche
- Università di Messina
- 98166 Messina
- Italy
| | - Anna Notti
- Dipartimento di Scienze Chimiche
- Università di Messina
- 98166 Messina
- Italy
| | | | - Ilenia Pisagatti
- Dipartimento di Scienze Chimiche
- Università di Messina
- 98166 Messina
- Italy
| | - Paula Maria Marcos
- Centro de Ciências Moleculares e Materiais
- Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa
- 1749-016 Lisboa
- Portugal
- Faculdade de Farmácia da Universidade de Lisboa
| | | | - Giovanna Brancatelli
- Centro di Eccellenza in Biocristallografia
- Dipartimento di Scienze Chimiche e Farmaceutiche
- Università di Trieste
- 34127 Trieste
- Italy
| | - Silvano Geremia
- Centro di Eccellenza in Biocristallografia
- Dipartimento di Scienze Chimiche e Farmaceutiche
- Università di Trieste
- 34127 Trieste
- Italy
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Collapse
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Brancatelli G, Gattuso G, Geremia S, Manganaro N, Notti A, Pappalardo S, Parisi MF, Pisagatti I. α,ω-Alkanediyldiammonium dications sealed within calix[5]arene capsules with a hydrophobic bayonet-mount fastening. CrystEngComm 2015. [DOI: 10.1039/c5ce01558h] [Citation(s) in RCA: 8] [Impact Index Per Article: 0.9] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/25/2022]
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Brancatelli G, Gattuso G, Geremia S, Notti A, Pappalardo S, Parisi MF, Pisagatti I. Probing the inner space of salt-bridged calix[5]arene capsules. Org Lett 2014; 16:2354-7. [PMID: 24725016 DOI: 10.1021/ol500673n] [Citation(s) in RCA: 25] [Impact Index Per Article: 2.5] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/17/2022]
Abstract
A combined DOSY and XRD study indicates that a carboxylcalix[5]arene receptor is able to encapsulate α,ω-diamines of appropriate length by means of a proton-transfer-mediated recognition process followed by salt-bridge-assisted bis-endo-complexation.
Collapse
Affiliation(s)
- Giovanna Brancatelli
- Centro di Eccellenza in Biocristallografia, Dipartimento di Scienze Chimiche e Farmaceutiche, Università di Trieste , via L. Giorgieri 1, 34127 Trieste, Italy
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Ni XL, Rahman S, Wang S, Jin CC, Zeng X, Hughes DL, Redshaw C, Yamato T. Hexahomotrioxacalix[3]arene derivatives as ionophores for molecular recognition of dopamine, serotonin and phenylethylamine. Org Biomol Chem 2012; 10:4618-26. [DOI: 10.1039/c2ob25177a] [Citation(s) in RCA: 17] [Impact Index Per Article: 1.4] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/21/2022]
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