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原文链接:10.1021/acs.nanolett.4c05255
拓扑化学反应通常发生在固体和晶体状态,具有无溶剂和无催化剂的性质,具有很高的原子经济性,在材料科学和聚合物合成中得到了广泛的应用。
近日,山东大学邢鹏遥团队探索了拓扑化学反应在控制超分子手性的出现和精确制造手性材料方面的潜力。硼酸蒎醇酯(BPin)被偶联到含有固有手性胆固醇基团的萘酰亚胺,由烷基或苯间隔剂连接。BPin片段被H2O2氧化形成羟基,增强了发光,降低了空间效应,增加了两亲性。固有的脂质体聚集体经过原位氧化转化为一维纳米结构,表现出宏观手性、活性棉花效应和圆偏振发光。氧化还可以引发构建单元与客体分子之间的密切相互作用,从而实现多组分手性和手性的进化。相关研究成果发表于《Nano Lett.》上。
图文解析
方案1 具有不同手性的化学结构和氧化诱导的自组装演化。
图 1. A、B) 将 H2O2 (0.16 M) 分别加入化合物 1 和 2 (0.01 mM) 的 THF 溶液 (λex = 340 nm) 中后,吸收和发射光谱随孵育期 (0−180 分钟) 的变化。C) 1′ 和 2′ 的实验值与计算值的 HRMS 比较。D) 1:1 混合物的摩尔浓度以及水与 THF 不同体积含量的自组装体系中的氧化产物的 HPLC 谱图。
图 2. A−D) 化合物 1 和 2 在氧化前后自组装体的代表性二维 X 射线散射图案(fw = 70 vol %)。下图显示了取决于水分数的积分散射图案,以及相应的填充模型。[1] = [2] = 0.1 mM,[H2O2] = 0.89 M。
图 3. A、B) 1 (0.05 mM) 自组装体的 SEM 图像,其中水的含量分别为 80 vol% 和 70 vol%。C、D) 2 (0.05 mM) 结构转变的 SEM 图像,其中水的含量分别为 80 vol% 和 70 vol%。[H2O2] = 0.16 M。E、F) 1 和 2 结构转变的示意图。1′ 和 2′ 的所有样品均来自在自组装状态下通过添加 H2O2 直接氧化而得。
图 4. 手性光谱。A) 化合物 1 (0.01 mM) 自组装的 CD 光谱随 H2O2 浓度的增加而变化。B) 化合物 2 (0.01 mM) 自组装的 CD 光谱随 H2O2 浓度的增加而变化。C) 加入 H2O2 (0.16 M) 前后化合物 2 (0.05 mM) 的 CPL 光谱对比。ECD 计算。DFT 优化的二聚体填料、它们的相互作用能以及 1′ (D,E) 和 2′ (F,G) 在 b3lyp/6-311g(d) 理论水平上的 ECD 光谱。菱形符号表示羟基的相对取向。为清晰起见,省略了质子。
图 5. A) 2 和 2′ (0.02 mM) 与 1 摩尔当量 PO 的 CD 和 CPL 光谱比较。B、C) 2 和 2′ (0.02 mM) 与 1 摩尔当量 PO 的 SEM 图像,其中水含量分别为 80% 和 70% vol。D) CDCl3 中不同种类的 2 和 OP 的 1 H NMR 光谱比较(左,原始;右,充分氧化后)。
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