《Angew. Chem. Int. Ed》在線報道我校光驅(qū)動分子機器最新進展
?構(gòu)建光響應(yīng)型主-客體系統(tǒng)是開發(fā)合成仿生智能體系的關(guān)鍵，目前采用的通用策略是將光異構(gòu)化單元引入大環(huán)主體或客體的結(jié)構(gòu)中，從而通過構(gòu)象變化有效改變非共價結(jié)合親和力。然而，設(shè)計可多穩(wěn)態(tài)切換的光控主-客體系統(tǒng)，且同時又能實現(xiàn)和控制對不同手性客體的立體可切換的選擇性識別，仍然是一個重大挑戰(zhàn)。近日，我?；瘜W(xué)與分子工程學(xué)院、費林加諾貝爾獎科學(xué)家聯(lián)合研究中心曲大輝教授課題組巧妙地將一代分子馬達與冠醚環(huán)結(jié)合，成功構(gòu)建了一系列馬達化冠醚大環(huán)，并在立體可切換的選擇性識別方面取得重要研究進展，最新研究成果以“Motorized Macrocycle: A Photo-responsive Host with Switchable and Stereoselective Guest Recognition”為題發(fā)表在Angew. Chem.?Int. Ed.（DOI：10.1002/anie.202104285）。
?位阻烯烴的分子馬達在外界光和熱的刺激下能夠進行360°定向可控旋轉(zhuǎn)的獨特性能已廣泛應(yīng)用液晶、手性催化、凝膠等領(lǐng)域。分子馬達固有的軸手性和光開關(guān)能力，可以產(chǎn)生多個穩(wěn)定的手性態(tài)，并能精確地控制手性異構(gòu)體的形成順序。在此背景下，研究人員利用不同長度的柔性聚乙二醇鏈將第一代分子馬達的兩臂進行分子內(nèi)環(huán)化，形成具有馬達運動功能的冠醚大環(huán)。研究的結(jié)果表明，八甘醇鏈環(huán)化的馬達大環(huán)cis/trans-3能夠?qū)崿F(xiàn)分子馬達的單向旋轉(zhuǎn)，且cis構(gòu)型馬達化大環(huán)與銨鹽客體具有1:1結(jié)合的主客體相互作用，而trans與cis構(gòu)型大環(huán)與客體分子的結(jié)合力明顯不同。利用分子馬達大環(huán)3在光熱刺激下，其幾何構(gòu)型和螺旋手性的多態(tài)切換，成功實現(xiàn)了馬達化大環(huán)與客體的光致切換結(jié)合親和力和立體選擇性的動態(tài)反轉(zhuǎn)。這種方法為構(gòu)建刺激響應(yīng)型主-客體系統(tǒng)和動態(tài)材料提供了一種新型策略。
?該研究工作主要由我校化學(xué)院博士生劉月在曲大輝教授的指導(dǎo)下完成，并得到了田禾院士和費林加院士的悉心指導(dǎo)。計算化學(xué)方面得到荷蘭格羅寧根大學(xué)Stefano Crespi博士的大力支持。該工作得到了國家杰出青年科學(xué)基金、國家自然科學(xué)基金委重大項目、教育部材料生物學(xué)與動態(tài)化學(xué)前沿科學(xué)中心、基礎(chǔ)科學(xué)中心、上海市重大科技專項等項目資金的支持。
?原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202104285
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