手性傳遞廣泛存在于不對(duì)稱合成、手性分離、手性組裝等手性相互作用過程中,近年來在高分子、無機(jī)、有機(jī)、材料科學(xué)等眾多科學(xué)領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。研究手性在分子內(nèi)及分子間以及不同結(jié)構(gòu)層次和尺度上的傳遞,不僅有利于對(duì)自然界中手性形成機(jī)制的理解,同時(shí)可為手性分子及手性納米結(jié)構(gòu)材料的定向設(shè)計(jì)合成與構(gòu)筑提供指導(dǎo)。目前,基于共價(jià)作用等強(qiáng)相互作用的手性傳遞過程如手性合成、1D螺旋聚合物及手性金屬配合物的合成等研究已經(jīng)取得了很大進(jìn)展,但是基于非共價(jià)弱相互作用的手性傳遞過程的研究還很少。
在國家自然科學(xué)基金委、科技部及中國科學(xué)院的大力支持下,化學(xué)所分子納米結(jié)構(gòu)與納米技術(shù)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研人員在基于非共價(jià)作用的表面手性傳遞研究方面取得系列進(jìn)展。在前期的研究工作中,科研人員發(fā)現(xiàn)通過引入簡單的手性共吸附分子可以獲得基于非手性分子的表面單一手性二維多孔網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(Nature Commun. 2013, 4, 1389)。最近,他們進(jìn)一步研究了表面組裝過程中分子內(nèi)和分子間的手性傳遞機(jī)制,發(fā)現(xiàn)在非共價(jià)相互作用及表面限域的協(xié)同作用下,手性信息可以在固體表面實(shí)現(xiàn)長程傳遞從而獲得二維手性分子組裝結(jié)構(gòu),相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 4309上。
為了考察手性共吸附分子與非手性分子之間的手性傳遞過程,通過設(shè)計(jì)一系列手性中心位置不同的手性辛醇分,研究人員發(fā)現(xiàn)共吸附分子中的手性特征能夠沿著烷基鏈(最長包含5個(gè)亞甲基)傳遞到特異性相互作用位點(diǎn),并通過分子間的選擇性氫鍵相互作用傳遞到非手性分子,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)二維手性組裝結(jié)構(gòu)的控制;隨著手性中心逐漸遠(yuǎn)離相互作用位點(diǎn),得到的二維手性組裝結(jié)構(gòu)的手性特征表現(xiàn)出奇-偶交替變化;手性傳遞的效率與手性中心和相互作用位點(diǎn)的距離相關(guān)。在長程手性傳遞過程中,手性信息以構(gòu)象選擇(conformational preference)的形式進(jìn)行傳遞,分子與基底以及分子間的非共價(jià)相互作用在該過程中發(fā)揮重要作用。這些工作有利于對(duì)手性傳遞機(jī)制的理解及表面手性組裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)構(gòu)筑。
表面長程手性傳遞的示意圖
- 北化鄧建平教授、趙彪副教授 Adv. Mater.:手性螺旋聚合物誘導(dǎo)膽甾相液晶實(shí)現(xiàn)多層級(jí)手性傳遞和放大及全色圓偏振發(fā)光 2024-11-05
- 鄭州大學(xué)李占偉教授團(tuán)隊(duì) ACS Nano:理論模擬揭示手性組裝體形成中的手性傳遞機(jī)制 2024-10-09
- 復(fù)旦大學(xué)朱亮亮研究員團(tuán)隊(duì)ACS Nano: 通過手性傳遞共組裝制備超分子有機(jī)凝膠用于構(gòu)筑大范圍肉眼可視對(duì)映體識(shí)別體系 2019-10-09
- 浙江大學(xué)劉昭明研究員 ACS Nano:基于無機(jī)離子寡聚體的可控聚合精準(zhǔn)構(gòu)建納米結(jié)構(gòu) 2025-02-17
- 浙工大劉善秋團(tuán)隊(duì) Adv. Mater.:通過具有可切換固液態(tài)的光/電熱微納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)堅(jiān)固且超高效的防/除冰表面 2024-12-04
- 瞿金平院士華科大團(tuán)隊(duì)牛冉研究員 CEJ:具有納米結(jié)構(gòu)的光熱水凝膠膜用于鈾吸附 2024-09-30
- 中科院化學(xué)所張軍、張金明團(tuán)隊(duì) Nat. Commun.:圓偏振室溫磷光材料 - 可視化識(shí)別手性分子 2024-08-22
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