声明：【荧光超分子科学】旨在分享学习交流荧光，超分子等领域的最新资讯及研究进展。在这里仅供交流使用，如涉及版权问题，请联系删除。投稿、荐稿、转载、合作或文章问题等请后台联系小编。感谢各位关注！
原文链接：10.1021/jacs.4c11206
自然动态纳米结构普遍具有适应环境变化的能力，这是化学系统非常需要的特性，特别是在复杂物质、分子机器和类似生命的材料的开发中。设计这样的系统具有挑战性，因为会产生复杂的混合物，其反应难以预测、表征和多样化。
在这里，他们通过操作一个内在的光开关构建块来控制系统的状态，从而利用光在自组装架构之间导航。当存在互补单元时，光开关决定主要架构，在笼子和大环之间可逆地适应，包括（否则无法访问的）高能组件。他们的研究通过七种不同的转换展示了这一概念，通过自我选择的互补单元提供了前所未有的控制、多样化和适应程度。这些发现可以实现基于动态键的按需耗散大环的应用。他们还设想通过微调互补单元的性质来探索不同的瞬态纳米结构，例如网状和聚合物材料。相关研究成果发表于《J. Am. Chem. Soc》上。
图文解析
图 1. 由光开关构件控制的不同自组装。在施加外部光化学刺激后，[3 + 2] 笼 1 的光异构化可逆发生。当存在双位互补构件时，应变笼会发生 [3 + 2] 笼到 [1 + 1] 大环的转变。当分离时，可以通过光化学刺激控制 [1 + 1] 大环到 [2 + 2] 大环的转变。在存在竞争性三位互补构件的情况下，会发生 [2 + 2] 大环到 [3 + 2] 笼的转变。当所有成分共存于溶液中时，可以通过光控制可逆的 [3 + 2] 笼到 [1 + 1] 大环的转变。
图 2. 大环 3 和 4 的自组装、表征和切换行为。(a) E-2 (紫色) 和 NON (蓝色) 自组装成 EE-3 (黄色) 及其光切换的堆叠 1H NMR 光谱 (500 MHz, CDCl3, TFA, 5 μM, 25 °C)。从下到上：混合组分后立即 (t0, 底部)，反应 3 小时后，通过紫外线照射 (λirr = 340 nm, 1.8 小时) 切换生成 [1 + 1] 大环 Z-4 (橙色)，通过可见光照射 (λirr = 415 nm, 顶部) 切换促进 [2 + 2] 大环 EE-3 (黄色) 的再生。(b) EE-3 的 ESI-HRMS 光谱和 (c) EE-3 的晶体结构。（d）Z-4 的 ESI-HRMS 光谱和（e）样品在紫外线照射（λirr = 340 nm）之前（蓝色）和之后（绿色）的 DOSY NMR 叠加光谱（500 MHz，CDCl3 5 μM TFA，25 °C）。
图 3. 可逆光燃料笼到大环的转化。
图 4. 胺 5-10（1 当量，3 mM）与偶氮苯 E-2（1.1 当量，3.3 mM）自组装形成的所有大环结构总结，以及在紫外线（λirr = 340 nm）或可见光（λirr = 415 mn）照射下 E → Z 异构化的结果。条件：在催化量的 TFA（5 μM）存在下的 CDCl3。双胺 10 用作反式异构体的外消旋混合物。
图 5. 1 和胺 5-10 的所有可逆笼到大环转化的总结。双胺 10 用作反式异构体的外消旋混合物。
科研服务
