葫蘆脲的超分子化學(xué)：協(xié)同性的定量表征與精確調(diào)控
理性調(diào)控多重非共價相互作用的協(xié)同性，在超分子組裝和材料領(lǐng)域里發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，對豐富和發(fā)展超分子工程學(xué)至關(guān)重要。然而，如何通過調(diào)節(jié)疏水效應(yīng)，進而控制協(xié)同性仍是一個挑戰(zhàn)。
在國家自然科學(xué)基金委員會和科技部的支持下，清華大學(xué)化學(xué)系張希教授課題組，與尉志武教授和英國劍橋大學(xué)的Oren A. Scherman教授共同協(xié)作，發(fā)展了一種精確調(diào)控多重非共價相互作用的協(xié)同性的新策略。經(jīng)典的疏水效應(yīng)為熵主導(dǎo)，而非經(jīng)典的疏水效應(yīng)是焓驅(qū)動的過程。葫蘆脲等水溶性的大環(huán)主體分子的主客體復(fù)合是熵焓共同驅(qū)動的過程。以葫蘆[8]脲介導(dǎo)的三元主客體復(fù)合為研究對象，他們預(yù)期客體分子的兩親性會很大程度上影響結(jié)合過程的協(xié)同性?；谶@一假設(shè)，他們設(shè)計并合成了一系列帶有不同親疏水側(cè)鏈的客體分子用于協(xié)同性調(diào)控，通過逐漸調(diào)節(jié)客體分子的側(cè)鏈從親水性變?yōu)槭杷?，有效地調(diào)控三元主客體復(fù)合從正協(xié)同到負(fù)協(xié)同轉(zhuǎn)變。
類似的策略可以用于熵驅(qū)動或者焓驅(qū)動的其他超分子體系，通過平衡經(jīng)典和非經(jīng)典的疏水效應(yīng)，可能實現(xiàn)對協(xié)同性的精確調(diào)控。這項研究推動了超分子物理化學(xué)向著精確調(diào)控協(xié)同性的方向發(fā)展，并有望用于實現(xiàn)可控的超分子組裝以及構(gòu)筑功能超分子體系和超分子材料。
這一研究成果已于近期發(fā)表在Langmuir雜志上發(fā)表，并被選為ACS Editors’ Choice。(DOI: 10.1021/acs.langmuir.6b01709)
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