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原文链接:10.1039/D4NR04175E
近年来,阴离子介导的手性组装调控引起了人们的广泛关注。
近日,中国科学院化学研究所刘鸣华、张莉,国家纳米科学中心江建团队通过氟离子-尿素键相互作用研究了含尿素部分的三芳胺体系中超分子手性光信号和手性组装结构的调控,旨在了解超分子组装中的手性意义放大。合成了含有尿素或酰胺单元的手性三芳胺衍生物,并在无氟离子和有氟离子的情况下检查了自组装。结果表明,F-的加入导致含尿素的三芳胺化合物的圆二色性 (CD) 强度增加,同时纳米纤维结构转变为手性扭曲。与其他阴离子的比较研究证实了对 F- 的选择性。此外,光诱导三芳胺阴离子自由基的组合使系统中的 F- 通过光照射可视化,从而产生肉眼可检测到的明显颜色变化。研究表明F-可以通过尿素-F-相互作用选择性地放大超分子手性,这可能在传感和手性光学装置领域具有良好的应用前景。相关研究成果发表于《Nanoscale》上。
图文解析
图1. 手性三芳胺衍生物UNTA和ANTA的分子结构。R/S-UNTA在DMF:DCM=2:8的混合溶剂中溶解后,能够自组装成纳米纤维结构。R-UNTA与F共组装形成手性扭曲纳米结构。在紫外线照射下,含有F-的共组装体显示出与R-UNTA自组装体明显不同的颜色变化。
图2. (a)不同浓度的R-UNTA及RUNTA与F在DMF:DCM=2:8中共组装的吸收光谱。(b) R-UNTA(红色虚线)、S-UNTA(黑色虚线)及R-UNTA与F-共组装(红色实线)、S-UNTA与F-共组装(黑色实线)的CD光谱(UNTA和F-的浓度分别为1×10-3 mol/L和3×10-3 mol/L,溶剂为DMF:DCM=2:8)。(c)向RUNTA溶液中添加不同量F-的CD光谱。(d)不同浓度的F导致样品的gabs值发生变化(R-UNTA浓度为1×10-3 mol/L)。
图 3. (a) R-UNTA 自组装、(b) R-UNTA/F 共组装、(c) S-UNTA/F 共组装的 SEM 图像以及 (d) R-UNTA 自组装、(e) R-UNTA/F 共组装和 (f) S-UNTA/F 共组装的粒度分析。(溶剂比 DMF:DCM=2:8)
图 4. (a) 不同 F 当量(DMF:DCM=2:8)下 R-UNTA 的 1H NMR。(b) 混合溶剂(DMF:DCM=2:8)中 R-UNTA/F 共组装的快照。(c) R-UNTA 和 R-UNTA/F 共组装的 FT-IR 光谱。(d) R-UNTA 和 R-UNTA/F 共组装的 XRD 图样。
图 5. R-UNTA 的 F 控制手性机理示意图。
图 6. (a) R-UNTA 加入不同阴离子后的比色响应。(b) R-UNTA 加入不同阴离子后的吸收光谱。(c) 加入不同阴离子并用 365nm 紫外线照射 10 分钟后 R-UNTA 的吸收光谱。(DMF: DCM =2:8)。(d) R-UNTA 与 F - 共组装并用 365nm 紫外线照射 60 分钟后的吸收光谱。(e) 加入 3eq.F- 和 3eq. 不同阴离子后 R-UNTA 的比色响应。(F、Cl、Br、NO3、CH3SO3-)。
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