廈門大學化學化工學院：可控分子組裝研究再次取得重要進展

【成果簡介】

近日，廈門大學化學化工學院曹曉宇課題組在可控分子組裝領域取得重要進展，成果以“Molecular Face-Rotating Cube with Emergent Chiral and Fluorescence Properties”為題發表于J. Am. Chem. Soc.。

【圖文導讀】

圖1 立方體1和2的Chiral-HPLC和CD分析圖譜

A，Chiral HPLC光譜包含四個峰，分別對應于（6M）-1，（2P4M）-2，（6P）-1和（4P2M）-2，比例為3：1：3：1，所有立方體的吸光度均為300 nm；

B，二氯甲烷和甲醇的混合溶劑（v:v = 1:1）中分離出的立方體（6M）-1，（2P4M）-2，（6P）-1和（4P2M）-2的CD光譜；

圖2 （6M）-1和（2P4M）-2的單晶結構

A，（6M）-1的立方結構的正視圖；

B，（6M）-1的立方結構的斜視圖；

C，（2P4M）-2的立方結構的正視圖；

D，（2P4M）-2的立方結構的斜視圖。

灰色，綠色或粉紅色為碳原子，藍色為氮原子，為清楚起見，省略了氫原子。

【研究內容】

分子多面體在分子識別、分離、催化領域有重要應用，而將手性引入分子多面體，在增加體系復雜度的同時，功能化分子多面體，使其具備手性分離與不對稱催化的潛在應用。手性分子多面體多采用手性前體或手性金屬中心構筑，而利用潛手性基元構筑面方向性分子多面體的方法鮮有報道（曹曉宇課題組在去年發表基于三聚茚的面方向性多面體Nat.Commun. 2016, 7, 12469）。

四苯乙烯是常見的聚集誘導發光基元，在空間位阻受限時具有P或M兩種構象，結合其雙鍵取向構成四種不同的面手性圖案。將四苯乙烯基元置于分子立方體面上，結合數學圖論分析，可得到224種可能組裝體。該數學方法適用于分析其他復雜分子多面體。本工作以四苯乙烯衍生物為組裝基元，通過動態共價化學，構筑分子面方向性立方體。實驗上僅發現四種組裝體，并通過手性分離分析，發現隨著組裝體的行成“涌現”出手性與熒光性質。理論計算解釋分子立方體手性涌現及手性穩定存在的原因。該類多面體在手性傳感及手性熒光材料方面有應用前景。

研究工作由王宇博士、曹曉宇副教授和田中群教授共同指導，博士生瞿航為第一作者，博士生李之豪、王忻昌博士、博士生房洪勛協助完成。此工作得到院內江云寶教授、章慧教授、汪騁教授等積極幫助與支持，并得到國家自然科學基金委（批準號：91427304, 21573181, 91227111和21102120），科技部973計劃（批準號：2015CB856500），中央高校基礎研究經費（批準號：20720160050）等項目支持。

原文鏈接：http://chem.xmu.edu.cn/show.asp?id=2277。

文獻鏈接：Molecular Face-Rotating Cube with Emergent Chiral and Fluorescence Properties（J. Am. Chem. Soc., 2017, DOI: 10.1021/jacs.7b07657）

本文由材料人編輯部王冰編輯，點我加入材料人編輯部。

材料測試，數據分析，上測試谷。