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  對映體識別在有機化學，藥物化學，材料化學和生命科學的發(fā)展中有著至關重要的作用。近日，朱亮亮研究員團隊提出一種用于廣泛識別手性對映體的超分子凝膠策略，通過分子間手性傳遞以及嵌段共聚物微相分離的協(xié)同作用從結(jié)構層面而非化學層面來擴大手性對映體的識別，并通過超分子凝膠的塌陷使手性識別具有肉眼可視性（Fig. 1）。

Fig. 1 共組裝超分子手性結(jié)構以及對映體識別凝膠-膠束變化

  仿照自然界中的手性結(jié)構，人工手性體系在手性傳感器，不對稱催化，手性光電器件，對映體分化等方面發(fā)揮重要的作用。對映分化通常依賴于手性材料與引入的立體異構體之間的某些立體選擇性相互作用，因此當前的人工手性體系通常僅對一種或幾種手性異構體具有特定的對映選擇性。一些研究者利用對映體分子與手性凝膠因子特定的不對稱取代反應構筑可視的手性拆分凝膠結(jié)構（J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 7297；Adv. Mater., 2013, 25, 5304, etc.），然而通過單一材料設計來感測一系列手性物種的單一對映異構體是一項巨大的挑戰(zhàn)。

  面對這一挑戰(zhàn)，朱亮亮團隊設計出分層共組裝體系以充分放大有機凝膠與對映體結(jié)構的立體選擇性相互作用。他們將具有軸手性的分子“連接器”—帶有咪唑基修飾的聯(lián)萘基衍生物（R）-DN通過氫鍵作用與非手性嵌段共聚物PS-b-PAA在乙醇中發(fā)生共組裝，手性傳遞作用誘導形成具有相分離結(jié)構的扭曲納米纖維。嵌段共聚物的微相分離結(jié)構有效的將聯(lián)萘基團分隔開來，使超分子結(jié)構具有熒光增強、圓二色信號（CD）和圓偏振發(fā)光（CPL）放大效應（Fig. 2）

Fig. 2 超分子共組裝體系以及有機凝膠放大的光學信號特性

  在這樣的超分子結(jié)構中，手性“連接器”充當凝膠的交聯(lián)納米纖維中的支架，使凝膠具有高度的對映體敏感性，在加入一系列微量的（S）-對映體（原子手性、軸手性、點手性、手性聚合物等）后凝膠發(fā)生塌陷，扭曲纖維結(jié)構轉(zhuǎn)變?yōu)槟z束狀，并伴隨著凝膠熒光發(fā)射猝滅和CPL信號的削弱（Fig. 3）。

Fig. 3 超分子凝膠在對映體識別的“可視化”

  這項工作將手性結(jié)構傳遞與嵌段共聚物微相分離相結(jié)合，構筑出對不對稱手性分子具有高敏感性立體選擇性相互作用的超分子凝膠體系，為對映異構體的可視化識別提供了一種簡單有效且適用范圍廣的手段。

  相關成果以“Chirality Transfer in Co-Assembled Organogels Enabling Wide-Range Naked-Eye Enantiodifferentiation” 近日發(fā)表在ACS Nano上 (DOI: 10.1021/acsnano.9b06250)。該工作的第一作者是岳兵兵博士，于復旦大學畢業(yè)后在上海理工大學任教。

  全文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.9b06250

  朱亮亮課題組主要致力于在超分子組裝的基礎上探索和構建先進的動態(tài)調(diào)控體系，圍繞分子發(fā)光能級和手性調(diào)控等問題，運用多學科手段將不同的刺激響應行為與超分子共組裝手段結(jié)合，以促進超分子納米結(jié)構在多色發(fā)光轉(zhuǎn)換、高靈敏度光學檢測、選擇性成像和生物治療等前沿領域的應用，目前在Proc. Natl. Acad. Sci. USA., Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Sci. 等期刊發(fā)表多篇高水平論文（更多信息參見朱亮亮課題組網(wǎng)站：http://zll.fudan.edu.cn/）。