生物體是在雙螺旋DNA、α-螺旋蛋白質(zhì)等手性生物大分子的基礎(chǔ)上，通過各種非共價相互作用構(gòu)建而成，其生物功能、生理行為和藥理活性等與生物大分子的構(gòu)象轉(zhuǎn)變密切相關(guān)。人工合成的動態(tài)螺旋聚合物可以在外部刺激下可逆地改變其構(gòu)象，不僅在模擬生物大分子的生物活性方面引起廣泛關(guān)注，而且還可用于開發(fā)各種智能材料用于不對稱催化、對映體分離與手性熒光傳感器等領(lǐng)域。在螺旋聚合物中，聚苯乙炔（PPA）占據(jù)著重要地位，其聚炔骨架具有豐富的構(gòu)象，并且伸展程度與旋向可受外界條件改變而調(diào)控。因為溫度是最易改變的參數(shù)之一，熱響應(yīng)的螺旋聚合物受到了極大的關(guān)注。然而，通常一種熱響應(yīng)PPA具有特定的臨界轉(zhuǎn)變溫度，為改變其轉(zhuǎn)變溫度，往往需要設(shè)計新的分子改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)，這極大地限制了它們的應(yīng)用范圍。此外，大多數(shù)PPA不具備熒光性質(zhì)，其螺旋構(gòu)象的改變無法通過敏感的熒光變化來實現(xiàn)肉眼可視化檢測。同時具有較寬可調(diào)控的構(gòu)象轉(zhuǎn)變溫度和可視化構(gòu)象轉(zhuǎn)變的熱響應(yīng)PPA的例子尚未有報道。
圖1、(a) 可視化的溫敏性聚苯乙炔螺旋開關(guān)的示意圖；單體(b)與聚合物(c)的結(jié)構(gòu)式
這種可視化的螺旋開關(guān)在不同溶劑中的溫敏性均具有非常好的可逆性，能多次循環(huán)可逆調(diào)控(圖2)。理論上，通過引入合適的發(fā)光基團，這種可視化策略可以適用于各種螺旋聚合物體系，具有更寬的適用范圍。它不僅可以促進基于熱響應(yīng) n→π*相互作用的智能材料的發(fā)展，還可以利用可逆構(gòu)象轉(zhuǎn)變設(shè)計各種新型大分子熒光開關(guān)。
論文鏈接：https://www.sciengine.com/SCC/doi/10.1007/s11426-022-1422-y
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