黃飛鶴課題組在單晶-單晶轉(zhuǎn)換方面的研究取得進(jìn)展
????? 單晶-單晶轉(zhuǎn)換在晶體工程領(lǐng)域具有重要的研究價值，它被廣泛地應(yīng)用于結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系精確研究，對許多超分子功能材料的設(shè)計和應(yīng)用具有重要的科學(xué)意義。柱芳烴是繼冠醚、環(huán)糊精、杯芳烴和葫蘆脲之后的第五代大環(huán)主體分子，具有易合成、易于修飾等特點。由于其獨特的對稱和剛性柱狀結(jié)構(gòu)、簡單的官能團(tuán)化方法以及優(yōu)良的主客體絡(luò)合性質(zhì)，柱芳烴已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域中并且展現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景。近期，作者課題組在基于柱芳烴的吸附與分離材料方面做了很多出色的研究，受這些工作的啟發(fā)，作者認(rèn)為實現(xiàn)基于柱芳烴主客體識別誘導(dǎo)的單晶-單晶轉(zhuǎn)換對進(jìn)一步設(shè)計基于柱芳烴主客體識別的晶態(tài)功能材料具有重要的科學(xué)價值。另外，己二腈作為一種重要的化學(xué)原料，被大量用于一些工業(yè)化學(xué)產(chǎn)品的合成，如尼龍和己二胺。由于己二腈的大量使用，以及其較高的毒性，對水資源和生態(tài)環(huán)境會產(chǎn)生較大的威脅。因此，開發(fā)高效的己二腈吸附材料是非常重要的。
????近期，黃飛鶴課題組在ACS Materials Lett.?上發(fā)表題為“柱[5]芳烴主客體識別誘導(dǎo)的單晶-單晶轉(zhuǎn)換及其在水中己二腈的吸附功能研究”論文。
????作者設(shè)計并合成了一種帶有萘官能團(tuán)的共聚柱[5]芳烴，通過單晶衍射，在該共聚柱[5]芳烴的晶體結(jié)構(gòu)中，其形成了一種線性超分子聚合物。然后，作者將該線性超分子聚合物的晶體浸泡在含有己二腈的水溶液中五天，利用柱[5]芳烴與己二腈之間的主客體絡(luò)合作用，成功實現(xiàn)了從線性超分子聚合物到側(cè)鏈型超分子準(zhǔn)聚輪烷的單晶-單晶轉(zhuǎn)換。作者進(jìn)一步將該單晶-單晶轉(zhuǎn)換體系應(yīng)用于水中己二腈污染物的有效去除。當(dāng)在1.00 mmol/L的己二腈水溶液中加入大約八倍當(dāng)量的共聚柱[5]芳烴晶體，在室溫下放置五天后，該共聚柱[5]芳烴晶體的晶體能夠高效地吸附水中的己二腈，吸附效率為98%。另外，該晶體材料還表現(xiàn)出了良好的可循環(huán)利用性能?？偠灾髡咄ㄟ^利用柱[5]芳烴與己二腈的主客體絡(luò)合作用，成功實現(xiàn)了主客體誘導(dǎo)的單晶-單晶轉(zhuǎn)換，并進(jìn)一步將其應(yīng)用于水中污染物的有效去除。這項工作突出了單晶-單晶轉(zhuǎn)換在超分子化學(xué)研究中的重要性，擴(kuò)大了復(fù)雜超分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計及其應(yīng)用的可能性。
圖1. 柱[5]芳烴與己二腈主客體絡(luò)合誘導(dǎo)的單晶-單晶轉(zhuǎn)換。
圖2. 柱[5]芳烴晶體通過單晶-單晶轉(zhuǎn)換作用對水中己二腈的吸附。
--摘自““ACS美國化學(xué)會"微信公眾號
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