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  從分子設(shè)計到分子性質(zhì)與相互作用的研究是分子工程制備新型功能材料的基本策略。這種“自下而上”的方法揭示了分子結(jié)構(gòu)如何對分子堆積及自組裝產(chǎn)生影響，進而調(diào)控復(fù)雜體系的功能。一般來講，科研工作者通過合成新的分子結(jié)構(gòu)來構(gòu)建具有特定功能的體系，如生物成像探針、光學材料、生物醫(yī)藥材料等，然而合成過程有時費時費力，分子結(jié)構(gòu)的改變也可能影響分子固有的優(yōu)異性質(zhì)。改變分子的立體構(gòu)型是調(diào)控功能材料宏觀性質(zhì)的另一種潛在方法。C=C雙鍵的順反異構(gòu)體在生命與材料科學中發(fā)揮著重要的作用，例如順式的他莫昔芬是一種較弱的雌激素拮抗劑，而反式的他莫昔芬則是有效治療乳腺癌的雌激素阻抗劑。因此設(shè)計基于C=C雙鍵的順反異構(gòu)體并研究其結(jié)構(gòu)-性質(zhì)-功能的關(guān)系對分子工程具有重要的意義。

  雙功能化的四苯乙烯（TPE）及其衍生物非常適合開展C=C雙鍵順反異構(gòu)體的相關(guān)研究，原因如下：

• （1）異構(gòu)體可以通過單取代的二苯甲酮經(jīng)McMurry偶聯(lián)反應(yīng)輕松得到；

• （2）具有聚集誘導發(fā)光性質(zhì)的四苯乙烯在高科技應(yīng)用中已經(jīng)發(fā)揮了重要的作用。

  基于以上原因，科學家致力于TPE立體異構(gòu)體的分離與研究，為闡明聚集誘導發(fā)光性質(zhì)合成了純TPE異構(gòu)體，同時其他的異構(gòu)體用于研究其不同的生物應(yīng)用。然而由于異構(gòu)體分離與結(jié)構(gòu)確認十分困難，基于TPE的順反異構(gòu)體的數(shù)目與種類仍舊十分有限。

圖1. 順反異構(gòu)體及其組裝、熒光等性質(zhì)的不同

  香港科技大學唐本忠院士課題組長期致力于聚集誘導發(fā)光材料的研究。近日，他們課題組將四苯乙烯與可提供氫鍵作用的2-脲基-4[1H ]-嘧啶酮結(jié)構(gòu)相結(jié)合，通過簡單的柱層析分離成功得到了可穩(wěn)定存在的順反異構(gòu)體(Z )-TPE-UPy與(E )-TPE-UPy。兩者具有不同的組裝行為，經(jīng)充分論證發(fā)現(xiàn)，這種不同的組裝可能是他們具有不同光物理性質(zhì)的原因，(Z )-TPE-UPy可以用作汞離子的探針，而利用(E )-TPE-UPy可以得到二維與三維的光刻圖像。作者證明兩種探針可實現(xiàn)不同的功能，從而完成了這對異構(gòu)體從結(jié)構(gòu)到性質(zhì)、再到應(yīng)用的全面研究。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Journal of the American Chemical Society 上，文章的第一作者為該課題組的博士后彭慧晴。

  論文鏈接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.7b05792