Adaptive Self‐Assembly: Environment‐Induced Formation and Reversible Switching of Polynuclear Metallocyclophanes

Ligand 3 has been shown to self‐assemble under coordination of copper(II) cations in a 1:1 ratio in acetonitrile to give equilibrating mixtures of a [2×2] grid‐type tetranuclear structure 1 and a hexanuclear achitecture of hexagonal shape 2. The latter was confirmed by determination of the crystal structure which further indicated that 2 contained acetonitrile molecules and hydroxo groups bound to the copper(II) centers, which are therefore five‐coordinate. The structures assigned to 1 and 2 were further supported by the spectral (mass, UV/Vis) data. The self‐assembly process is strongly dependent on the conditions of the medium. An increase in concentration in acetronitrile increases the relative amount of hexamer 2, which appears to be the favored entity at the highest concentrations that can be reached before precipitation occurs. On the other hand, in nitromethane only the tetranuclear complex 1 was detected by mass spectrometry. Replacement of nitromethane by acetonitrile and vice versa indicated the reversible switching between a solution containing either 1 alone or an equilibrium mixture of 1 and 2, respectively. In conclusion, the system described presents several remarkable features: 1) self‐assembly with substrate binding, 2) dynamic combinatorial structure generation, and 3) environment‐induced structural switching amounting in effect to a process of adaptive self‐assembly. Le ligand 3 donne lieu à l'autoassemblage par coordination d'ions cuivre(II) en solution 1:1 dans l'acétonitrile, à des mélanges en équilibre d' une espèce tétranucléaire de type grille [2×2], 1 et d'une architecture hexanucléaire 2 de forme hexagonale. Cette dernière a été confirmée par détermination de la structure cristalline, qui a de plus montré qu'elle contient des molécules d'acétonitrile et des groupes hydroxo liés aux cations cuivre(II) qui de ce fait présentent une pentacoordination. Les structures attribuées à 1 et 2 sont en accord avec les propriétés spectrales (masse, UV/Vis) qu'elles présentent. Le processus d'autoassemblage dépend fortement du milieu. Une augmentation de concentration en solution dans l'acétonitrile donne lieu à une augmentation de la proportion d'hexamère 2, qui est apparemment l'espèce favorisée aux concentrations les plus élevées que l'on peut atteindre avant précipitation. D'un autre côté, en solution dans le nitrométhane seul le complexe 1 a été détecté par spectrométrie de masse. Le remplacement du nitrométhane par l'acétonitrile et l'op