Ароматты сақиналардың тартымды өзара әрекеттесуі

Кіріспе

Ароматты сақиналар арасындағы тартымды өзара әрекеттесулер

Химияда пи-қалыптасу (сонымен қатар π–π қалыптасу деп те аталады) – ароматты сақиналардың пи-байланыстары арасындағы презумптивті тартымды, ковалентті емес пи-әрекеттесулерге (орбиталық жабысу) сілтеме жасайды. Дегенмен, бұл құбылыстың бұрыс сипаттамасы, себебі ароматты сақиналардың тікелей үйлесуі («сэндвич тәрізді әрекеттесу») электростатикалық тұрғыдан итергіш болып келеді. Көбінесе байқалатыны (оң жақтағы суретті қараңыз) – бұл қабаттасқан үйлесу (параллель түрде ығысқан) немесе пи-тігу (перпендикуляр Т пішіндес) әрекеттесулері, екеуі де электростатикалық тартымды. Мысалы, ақуыздағы аминқышқылдарының қалдықтары арасындағы ароматты сақиналардың ең көп кездесетін әрекеттесулері – қабаттасқан үйлесу, одан кейін перпендикуляр бағытталу. Сэндвич тәрізді бағыттар салыстырмалы түрде сирек. Пи-қалыптасу итергіш болып келеді, өйткені ол бір сақинадан жартылай теріс зарядталған көміртек атомдарын екінші сақинадағы басқа жартылай теріс зарядталған көміртек атомдарының үстіне, ал жартылай оң зарядталған сутек атомдарын басқа жартылай оң зарядталған сутек атомдарының үстіне орналастырады. Ароматты сақиналар арасындағы осы қабаттасқан үйлесу және π-тігу әрекеттесулері ДНК және РНК молекулаларындағы нуклеобазалардың үйлесуінде, ақуыздың бүктелуінде, үлгі бойынша бағытталған синтезде, материалтануда және молекулалық тануда маңызды. «Пи-қалыптасу» термині ғылыми әдебиетте кеңінен қолданылғанына қарамастан, оны қолданудың теориялық негіздемесі жоқ.

Пи-ді жинауға қарсы дәлелдер

Бензол димері пи-қалыптасуды зерттеу үшін негізгі жүйе болып табылады және T тәрізді димердің масса орталықтары арасындағы 4,96 Å қашықтығымен газ фазасында 8–12 кДж/моль (2–3 ккал/моль) көлемде экспериментальды түрде байланысты болады. Төмен байлау энергиясы бензол димерін экспериментальды зерттеуді қиындатады, ал димердің өзі төмен температурада ғана тұрақты және кластерленуге бейім. Пи-қалыптасуға қарсы басқа дәлелдер рентген сәулелерімен кристалл құрылымын анықтаудан алынады. Көптеген қарапайым ароматты қосылыстардың кристалдық құрылымдарында перпендикулярлы және ығыстырылған параллель конфигурациялар байқалады. Ароматты аминқышқылылар – фенилаланин, тирозин, гистидин және триптофанды талдау, осы тізбектердің димерлері орташа ван дер Ваальс радиусынан үлкен қашықтықта көптеген мүмкін тұрақтандыратын өзара әрекеттесулерге ие екенін көрсетеді. Жергілікті С–Н диполі сақинадағы атомдарда оң заряд бар екенін, ал сақинаның үстінде және астында электрон бұлтын білдіретін сәйкес теріс заряд бар екенін білдіреді. Фтордың электронегативтілігіне байланысты гексафторбензол үшін төртполярлы момент кері өзгереді. Сэндвич конфигурациясындағы бензол димері Лондонның таралу күштерімен тұрақтандырылады, бірақ төртполярлы/төртполярлы өзара әрекеттесулермен тұрақсыздырылады. Бензол сақиналарының біреуін ығыстыру арқылы параллель ығыстырылған конфигурация осы реплюсивті өзара әрекеттесулерді азайтады және тұрақтандырылады. Ароматты сақиналардың жоғары поляризациялануы үйілу эффектісіне негізгі үлес ретінде таралу өзара әрекеттесулеріне әкеледі. Бұл нуклеобазалардың өзара әрекеттесуінде, мысалы ДНК-да маңызды рөл атқарады. Т тәрізді конфигурация қолайлы төртполярлы/төртполярлы өзара әрекеттесулерге ие, өйткені бір бензол сақинасының оң төртполюсі екіншісінің теріс төртполюсімен өзара әрекеттеседі. Бензол сақиналары осы конфигурацияда ең алыс орналасқан, сондықтан қолайлы төртполярлы/төртполярлы өзара әрекеттесулер таралу күштерінің азаюын толықтырады.

Орналастыру әсерлері

Пи-қаптама өзара әрекеттесуін жақсартуға мүмкіндік беру көптеген синтетикалық жұмыстарда пайдалы болар еді. Мысалы, кішкентай молекулалы тежегіштің хош иісті қалдықтары бар ферменттік қуысқа байланысуын күшейтуге болады. Гетероатомдардың әсерлері. Олар сигма және пи атомдық зарядтарға, салыстырмалы бағыттарға және Ван дер Ваальс өзара әрекеттесулеріне негізделген қарапайым математикалық модельді қолданып, электростатиканың алмастырушы әсерлерінде басым екенін сапалы түрде анықтады. Олардың моделі бойынша, электронды тартымды топтар ароматикалық сақинаның теріс төртполын азайтады, осылайша параллельді ығысқан және сэндвич тәрізді конформацияларды жақсартады. Керісінше, электронды донорлық топтар теріс төртполюсті арттырады, бұл дұрыс геометриядағы T пішіндес конфигурациядағы өзара әрекеттесу күшін арттыруы мүмкін. Осы модельге сүйене отырып, авторлар пи-қаптама өзара әрекеттесуін басқаратын ережелер жиынтығын ұсынды, бұл күрделі есептеулер қолданылғанға дейін қолданылып келді. Хантер-Сандерс моделінің тәжірибелік дәлелдерін Сигель және авторлар ұсынды. Ауыстырылған син- және қосылыстардың сериясын қолдану арқылы, осы қосылыстарда арил топтары стерикалық қиындықтардың салдарынан үйіліп жатқан геометрияда "бетпе-бет" орналасады, ал эпимеризацияға кедергі ядролық магниттік резонанс спектроскопиясымен өлшенді. Авторлар электронды тартымды топтары бар арил сақиналарының айналу кедергісі жоғары екенін хабарлады. Бұл нәтижелердің түсіндірілуі бойынша, бұл топтар ароматикалық сақиналардың электрондық тығыздығын азайтады, осылайша сэндвич тәрізді пи-қаптама өзара әрекеттесуді жақсартады және кедергіні арттырады. Басқаша айтқанда, электронды тартымды топтар негізгі күйде "кем қолайсыз" электростатикалық өзара әрекеттесулерге әкелді. [[Файл:Қосарлы мутантты цикл.png|thumb|right|upright=2.3|Хантер және авторлар қолданған қосарлы мутантты цикл. Бұл техника көптеген ковалентті емес өзара әрекеттесулерді зерттеу үшін қолданылған. Бір мутация, осы жағдайда ароматикалық сақинадағы алмастырғыштың өзгеруі, сутекті байланыстың күшінің өзгеруі сияқты екіншілік әсерлерге әкеледі. Қосарлы мутация осы екіншілік өзара әрекеттесулерді сандық түрде анықтайды, сондықтан қызығушылық тудыратын тіпті әлсіз өзара әрекеттесуді де бөліп қарастыруға болады. Олардың нәтижелері электронды тартымды алмастырғыштардың пи-қаптама өзара әрекеттесуіне аз қарсылық тудыратынын көрсетті. Сәйкесінше, бұл тенденция бензолмен салыстырғанда теріс төртполярлы моменті бірдей, бірақ таңбасы қарама-қарсы болатын пентафторфенилбензолмен өзара әрекеттесу үшін дәл кері болды. Алайда, авторлар төмендегідей, сақина алмастырғыштарымен тікелей өзара әрекеттесу де маңызды үлес қосатынын атап өтті. Шындығында, осы екі фактордың өзара әрекеттесуі пи-қаптама өзара әрекеттесуінің күрделі алмастырушы және геометрияға тәуелді мінез-құлқына әкелуі мүмкін.

The ability to fine tune pi stacking interactions would be useful in numerous synthetic efforts. One example would be to increase the binding affinity of a small molecule inhibitor to an enzyme pocket containing aromatic residues. The effects of heteroatoms They used a simple mathematical model based on sigma and pi atomic charges, relative orientations, and van der Waals interactions to qualitatively determine that electrostatics are dominant in substituent effects. According to their model, electron withdrawing groups reduce the negative quadrupole of the aromatic ring and thereby favor parallel displaced and sandwich conformations. Contrastingly, electron donating groups increase the negative quadrupole, which may increase the interaction strength in a T shaped configuration with the proper geometry. Based on this model, the authors proposed a set of rules governing pi stacking interactions which prevailed until more sophisticated computations were applied. Experimental evidence for the Hunter–Sanders model was provided by Siegel et al. using a series of substituted syn and In these compounds the aryl groups "face off" in a stacked geometry due to steric crowding, and the barrier to epimerization was measured by nuclear magnetic resonance spectroscopy. The authors reported that aryl rings with electron withdrawing substituents had higher barriers to rotation. The interpretation of this result was that these groups reduced the electron density of the aromatic rings, allowing more favorable sandwich pi stacking interactions and thus a higher barrier. In other words, the electron withdrawing groups resulted in "less unfavorable" electrostatic interactions in the ground state. [[File:Double Mutant Cycle. png|thumb|right|upright=2.3|Double mutant cycle used by Hunter et al. This technique has been used to study a multitude of noncovalent interactions. The single mutation, in this case changing a substituent on an aromatic ring, results in secondary effects such as a change in hydrogen bond strength. The double mutation quantifies these secondary interactions, such that even a weak interaction of interest can be dissected from the array. Their results indicate that more electron withdrawing substituents have less repulsive pi stacking interactions. Correspondingly, this trend was exactly inverted for interactions with pentafluorophenylbenzene, which has a quadrupole moment equal in magnitude but opposite in sign as that of benzene. However, the authors note that direct interactions with the ring substituents, discussed below, also make important contributions. Indeed, the interplay of these two factors may result in the complicated substituent and geometry dependent behavior of pi stacking interactions.

Тікелей өзара іс-қимыл моделі

Хантер-Сандерс моделі көптеген зерттеу топтары тарапынан сынға алынды, олар пи-қаптамалы өзара әрекеттесулердің электростатикалық әсерлерге бағынбайтын қайшы эксперименттік және есептеулік дәлелдерін ұсынды. Электростатикалық топтардың әсеріне қарсы ең нақты эксперименттік дәлелді Рашкин мен Уотерс келтірді. Олар пи-қаптамалы өзара әрекеттесулердің модельдік жүйесі ретінде параллель ығыстырылған конформацияда үйілетін мета және пара-орналастырылған N-бензил 2(2-фторфенил)пиридиний бромидтерін қолданды. Олардың жүйесінде метилен байланыстырғышы T-пішіндегі қолайлы өзара әрекеттесулерге мүмкіндік бермейді. Бұрынғы модельдердегідей, пи-қаптамалы өзара әрекеттесулердің салыстырмалы күші НМР арқылы биариль байланысының айналу жылдамдығы ретінде өлшенді, себебі пи-қаптамалы өзара әрекеттесулер өтпелі күйде бұзылады. Пара-орналастырылған сақиналарда кішкентай айналу кедергілері болды, олар электронды тартып алушы топтардың көбеюімен артты, бұл бұрынғы зерттеулермен сәйкес келеді. Дегенмен, мета-орналастырылған сақиналарда, ароматтық сақинадағы электрондық тығыздық шамамен бірдей болғанына қарамастан, айналу кедергілері әлдеқайда жоғары болды. Авторлар бұл қарама-қайшылықты бір сақинаның сутек атомдарының шетінің екінші сақинадағы электроногативті топтармен тікелей өзара әрекеттесуімен түсіндіреді. Бұл тұжырым қарастырылып отырған протонның химиялық ығысуы туралы деректермен расталды. Пи-қаптамадағы факторлардың салыстырмалы үлесін егжей-тегжейлі талдаудың көп бөлігі есептеулер арқылы нақтыланды. Шерилл мен Синнокрот жоғары дәлдікті теорияны қолдана отырып, барлық ауыстырылған бензол димерлері сэндвич конфигурациясындағы бензол димеріне қарағанда жақсы байланыс өзара әрекеттесулеріне ие екенін көрсетті. Шерилл тобының кейінгі есептеу жұмыстары сэндвич конфигурациясы үшін топтардың әсерінің қосымша екенін көрсетті, бұл дисперсиялық күштердің және топтар арасындағы тікелей өзара әрекеттесулердің күшті әсерін көрсетеді. T-пішіндегі конфигурациядағы ауыстырылған бензолдар арасындағы өзара әрекеттесулер күрделірек екені байқалды. Соңында, Шерилл мен Синнокрот өздерінің шолу мақаласында электронды донорлық немесе тартып алушы топтарға негізделген кез келген тенденция алмасу репульсиясы және дисперсиялық мүшелермен түсіндірілуі мүмкін екенін айтады. [[Файл:Houk and Wheeler's direct interaction model.png|thumb|right|Houk and Wheeler's direct interaction model]] Хоук пен Уилер сэндвич конфигурациясындағы ауыстырылған бензол димерлерін талдағанда, олар алмастырылған бензол Ph–X-ті H–X-пен ауыстырған өте қарапайым модельді қолдана отырып, өздерінің нәтижелерін қайта жасай алды. Таңқаларлығы, бұл қарапайым модель салыстырмалы өзара әрекеттесу энергиясының бірдей тенденциясын көрсетті және Ph–X үшін есептелген мәндермен күшті корреляцияны көрсетті. Бұл нәтиже бензол димеріндегі топтардың әсері топтың ароматтық сақинамен тікелей өзара әрекеттесуінен туындайтынын және ауыстырылған бензолдың пи-жүйесі қатыспайтынын көрсетеді. Бұл соңғы мәселе төменде кеңінен қарастырылады. Қорыта айтқанда, пи-қаптамалы өзара әрекеттесулерде байқалатын топтардың әсеріне электростатиканың, дисперсияның және тікелей өзара әрекеттесулердің салыстырмалы үлесі геометрияға және эксперименттік жобалауға өте тәуелді болып көрінеді. Бұл мәселеде консенсус болмауы мәселенің күрделілігін көрсетеді.

The Hunter–Sanders model has been criticized by numerous research groups offering contradictory experimental and computational evidence of pi stacking interactions that are not governed primarily by electrostatic effects. The clearest experimental evidence against electrostatic substituent effects was reported by Rashkin and Waters. They used meta and para substituted N benzyl 2 (2 fluorophenyl) pyridinium bromides, which stack in a parallel displaced conformation, as a model system for pi stacking interactions. In their system, a methylene linker prohibits favorable T shaped interactions. As in previous models, the relative strength of pi stacking interactions was measured by NMR as the rate of rotation about the biaryl bond, as pi stacking interactions are disrupted in the transition state. Para substituted rings had small rotational barriers which increased with increasingly electron withdrawing groups, consistent with prior findings. However, meta substituted rings had much larger barriers of rotation despite having nearly identical electron densities in the aromatic ring. The authors explain this discrepancy as direct interaction of the edge of hydrogen atoms of one ring with the electronegative substituents on the other ring. This claim is supported by chemical shift data of the proton in question. Much of the detailed analyses of the relative contributions of factors in pi stacking have been borne out by computation. Sherill and Sinnokrot reported a surprising finding using high level theory that all substituted benzene dimers have more favorable binding interactions than a benzene dimer in the sandwich configuration. Later computational work from the Sherill group revealed that the substituent effects for the sandwich configuration are additive, which points to a strong influence of dispersion forces and direct interactions between substituents. It was noted that interactions between substituted benzenes in the T shaped configuration were more complex. Finally, Sherill and Sinnokrot argue in their review article that any semblance of a trend based on electron donating or withdrawing substituents can be explained by exchange repulsion and dispersion terms. [[File:Houk and Wheeler's direct interaction model. png|thumb|right|Houk and Wheeler's In their analysis of substituted benzene dimers in a sandwich conformation, they were able to recapitulate their findings using an exceedingly simple model where the substituted benzene, Ph–X, was replaced by H–X. Remarkably, this crude model resulted in the same trend in relative interaction energies, and correlated strongly with the values calculated for Ph–X. This finding suggests that substituent effects in the benzene dimer are due to direct interaction of the substituent with the aromatic ring, and that the pi system of the substituted benzene is not involved. This latter point is expanded upon below. In summary, it would seem that the relative contributions of electrostatics, dispersion, and direct interactions to the substituent effects seen in pi stacking interactions are highly dependent on geometry and experimental design. The lack of consensus on the matter may simply reflect the complexity of the issue.

Ароматикалық талап

Пи-қалыптасудың дәстүрлі түсінігі p орбиталдарындағы делокальданған электрондар арасындағы төртполярлы өзара әрекеттесуді қамтиды. Басқаша айтқанда, осы өзара әрекеттесудің болуы үшін ароматикалық қасиет қажет. Алайда, бірнеше топтар кері дәлелдер келтіріп, пи-қалыптасудың бірегей құбылыс екендігіне, немесе оның басқа бейтарап, жабық қабықшалы молекулаларға таралатынына күмән тудырды. Жоғарыда айтылғандармен ұқсас экспериментте Паливал және авторлар тобы екі конформациялық күйі бар арил эфирінен молекулалық торсиялық тепе-теңдік құрды. Қалқаланған күйде Т пішіндес геометриямен анықталған пи-қалыптасу өзара әрекеттесуі болды, ал қапталмаған күйде ариларил өзара әрекеттесуі болмады. Екі конформацияның ЯМР химиялық ығысулары ерекше болды және екі күйдің арақатынасын анықтау үшін қолданылуы мүмкін, бұл молекулаішілік күштердің өлшемі ретінде қарастырылды. Авторлар бүктелген күйге бейімділіктің арил эфирлеріне ғана тән емес екенін хабарлады. Мысалы, циклогексил эфирі фенил эфирінен гөрі бүктелген күйді артық көреді, ал трет-бутил эфирі кез келген арил эфирінен гөрі бүктелген күйді артық көреді. Бұл ароматикалық сақинамен қолайлы өзара әрекеттесу үшін ароматикалық қасиеттің қатаң талап емес екенін көрсетеді. Ароматты емес пи-қалыптасу өзара әрекеттесулерінің басқа да дәлелдері теориялық химиядағы сынды зерттеулерді қамтиды, олар эмпирикалық байқаулардың негізгі механизмдарын түсіндіреді. Гримм бір немесе екі сақинадан тұратын кіші димерлердің өзара әрекеттесу энергиясы ароматты және қаныққан қосылыстар үшін өте ұқсас екенін хабарлады. Бұл нәтиже биология үшін ерекше маңызды және пи-жүйелердің үйілген нуклеобазалар сияқты құбылыстарға қосқан үлесі асыра бағалануы мүмкін екенін көрсетеді. Алайда, ірі ароматты димерлер үшін тұрақтандыру әрекеті күшейгені көрсетілді. Бұрын айтқандай, бұл өзара әрекеттесу энергиясы геометрияға өте тәуелді. Шындығында, ірі ароматты димерлер тек қана сэндвич пішіндес геометриядағы қаныққан әріптестеріне қатысты тұрақтанады, ал олардың энергиялары Т пішіндес өзара әрекеттесуде ұқсас. Блум мен Уилер қолданған бензолдың гомодесмотикалық диссекциясы. Авторлар бензол мен 2-метилнафталеннің немесе оның ароматсыз изомері, 2-метилен-2,3-дигидронафталеннің өзара әрекеттесуін салыстырды. Соңғы қосылыс p электрондарының санын сақтайды, бірақ делокализация әсерін жояды. Керісінше, бензолмен өзара әрекеттесу энергиясы ароматсыз қосылыс үшін жоғары, бұл пи байланысының локализациясы пи-қалыптасу өзара әрекеттесулерінде қолайлы екенін көрсетеді. Авторлар бензолдың этиленге және 1,3-бутадиенге гомодесмотикалық диссекциясын да қарастырды және бұл өзара әрекеттесулерді бензолмен сэндвич пішіндес салыстырды. Олардың есептеулері бензол мен гомодесмотикалық бензол арасындағы өзара әрекеттесу энергиясы сэндвич және параллель ығыстырылған конформацияларда бензол димерінен жоғары екенін көрсетті, бұл локальді пи байланысы өзара әрекеттесуінің қолайлылығын тағы да көрсетеді. Бұл нәтижелер осы модельде пи-қалыптасу өзара әрекеттесулері үшін ароматикалық қасиеттің қажет еместігін анық көрсетеді. Осы дәлелдерге қарамастан, Гримм пи-қалыптасудың бар екенін тұжырымдайды. Бұл әдістің қуатты мысалы – баки-ұстағыш. Мысалы, АҚШ-тың таныған ацетилхолинэстераза (АХЭ) тежегіші – такрин, Альцгеймер ауруын емдеуде қолданылады. Такриннің Trp84 индоликалық сақинасымен пи-қалыптасу өзара әрекеттесуі бар деп ұсынылады және бұл өзара әрекеттесу жаңа АХЭ тежегіштерін рационалды жобалауда пайдаланылды.

The conventional understanding of pi stacking involves quadrupole interactions between delocalized electrons in p orbitals. In other words, aromaticity should be required for this interaction to occur. However, several groups have provided contrary evidence, calling into question whether pi stacking is a unique phenomenon or whether it extends to other neutral, closed shell molecules. In an experiment not dissimilar from others mentioned above, Paliwal and coauthors constructed a molecular torsion balance from an aryl ester with two conformational states. The folded state had a well defined pi stacking interaction with a T shaped geometry, whereas the unfolded state had no aryl–aryl interactions. The NMR chemical shifts of the two conformations were distinct and could be used to determine the ratio of the two states, which was interpreted as a measure of intramolecular forces. The authors report that a preference for the folded state is not unique to aryl esters. For example, the cyclohexyl ester favored the folded state more so than the phenyl ester, and the tert butyl ester favored the folded state by a preference greater than that shown by any aryl ester. This suggests that aromaticity is not a strict requirement for favorable interaction with an aromatic ring. Other evidence for non aromatic pi stacking interactions results include critical studies in theoretical chemistry, explaining the underlying mechanisms of empirical observations. Grimme reported that the interaction energies of smaller dimers consisting of one or two rings are very similar for both aromatic and saturated compounds. This finding is of particular relevance to biology, and suggests that the contribution of pi systems to phenomena such as stacked nucleobases may be overestimated. However, it was shown that an increased stabilizing interaction is seen for large aromatic dimers. As previously noted, this interaction energy is highly dependent on geometry. Indeed, large aromatic dimers are only stabilized relative to their saturated counterparts in a sandwich geometry, while their energies are similar in a T shaped interaction. thumb|right|a) Substituted naphthalenes and b) Homodesmotic dissection of benzene used by Bloom and Wheeler The authors compared the interactions between benzene and either 2 methylnaphthalene or its non aromatic isomer, 2 methylene 2,3 dihydronaphthalene. The latter compound provides a means of conserving the number of p electrons while, however, removing the effects of delocalization. Surprisingly, the interaction energies with benzene are higher for the non aromatic compound, suggesting that pi bond localization is favorable in pi stacking interactions. The authors also considered a homodesmotic dissection of benzene into ethylene and 1,3 butadiene and compared these interactions in a sandwich with benzene. Their calculation indicates that the interaction energy between benzene and homodesmotic benzene is higher than that of a benzene dimer in both sandwich and parallel displaced conformations, again highlighting the favorability of localized pi bond interactions. These results strongly suggest that aromaticity is not required for pi stacking interactions in this model. Even in light of this evidence, Grimme concludes that pi stacking does indeed exist. A powerful demonstration of stacking is found in the buckycatcher. One example is the FDA approved acetylcholinesterase (AChE) inhibitor tacrine which is used in the treatment of Alzheimer's disease. Tacrine is proposed to have a pi stacking interaction with the indolic ring of Trp84, and this interaction has been exploited in the rational design of novel AChE inhibitors.

Молекулалық құрамында

2-сурет. [2] катенаның Стоддарт синтезі. π жүйелері әртүрлі функционалдық топтармен әмбебап ковалентті емес өзара әрекеттесулерінің арқасында супрамолекулалық құрастырудың маңызды құрылыс блоктары болып табылады. Супрамолекулалық құрастыруда π–π өзара әрекеттесуді қолданудың көрнекті мысалы – катен синтезі. Катен синтезіндегі басты қиындық – молекулаларды бақыланатын тәртіппен байланыстыру. Стоддарт және оның әріптестері электронға толы бензол туындылары мен электронға жеткіліксіз пиридиний сақиналары арасындағы күшті π–π өзара әрекеттесуді пайдалана отырып, бірнеше жүйелерді жасады. [2]Катен бис(пиридиний) (A), биспарафенилен 34-крона-10 (B) және 1,4-бис(бромметил)бензол (C) реакциясы арқылы синтезделді (2-суретті қараңыз). A мен B арасындағы π–π өзара әрекеттесуі бір-бірімен байланысқан аралық шаблонның түзілуіне бағытталды, ол C қосылысымен алмастыру реакциясы арқылы [2] катен өнімін алу үшін циклдендірілді.