楊英威課題組《J. Am. Chem. Soc.》：基于拓展型柱芳烴的超分子組裝誘導(dǎo)熒光發(fā)射增強(qiáng)
分子機(jī)器的出現(xiàn)是有機(jī)化學(xué)和超分子化學(xué)史上的一次重大突破，它以模塊化的組成和微觀的運作方式能夠在實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的同時，完成轉(zhuǎn)動、裝配、伸縮、運輸?shù)忍囟ㄐ袨椋谷祟愊蛘J(rèn)識生命體系的本質(zhì)邁進(jìn)了一大步。人工合成大環(huán)受體作為分子機(jī)器不可或缺的重要組成部件，一直備受關(guān)注。新型大環(huán)受體的設(shè)計合成、功能化、以及應(yīng)用開發(fā)是主客體化學(xué)和超分子化學(xué)研究領(lǐng)域的重要課題。
近期，吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院、納微構(gòu)筑化學(xué)國際合作聯(lián)合實驗室楊英威課題組在新型超分子大環(huán)受體的設(shè)計合成和組裝體功能開發(fā)的研究上取得了重要進(jìn)展。繼拓展型柱芳烴（Chem. Commun. 2016, 52, 5804）的成功設(shè)計合成后，2018年，該課題組首次報道了斜塔芳烴及其系列功能化衍生物（Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 9853），并在后續(xù)工作中致力于研究新型大環(huán)芳烴的應(yīng)用開發(fā)。2019年2月，楊英威教授研究團(tuán)隊在Journal of the American Chemical Society雜志上發(fā)表了題為“Supramolecular Assembly-Induced Emission Enhancement for Efficient Mercury(II) Detection and Removal”的研究論文，成功構(gòu)筑了基于胸腺嘧啶功能化聯(lián)苯拓展型柱[6]芳烴的熒光超分子聚合物體系，實現(xiàn)了對水中污染物汞離子的高靈敏度、高選擇性和低檢測限的熒光傳感檢測和快速吸附去除。
結(jié)合聚集誘導(dǎo)發(fā)光現(xiàn)象和大環(huán)合成受體的超分子組裝，該課題組在前期工作積累中總結(jié)并提煉出了超分子組裝誘導(dǎo)熒光發(fā)射增強(qiáng)（Supramolecular Assembly-Induced Emission Enhancement，SAIEE）的概念，為超分子功能體系在傳感檢測、藥物遞送、生物成像、自組裝和智能發(fā)光材料等領(lǐng)域帶來了新的可能性（Adv. Opt. Mater. 2018, 6, 1800668）。在最近發(fā)表的JACS工作中，該團(tuán)隊通過對聯(lián)苯拓展型柱[6]芳烴進(jìn)行雙功能化的修飾，將胸腺嘧啶基團(tuán)作為側(cè)臂連接在大環(huán)主體上，進(jìn)而將其與作為客體分子的四苯乙烯季銨鹽衍生物進(jìn)行主客體鍵合，所形成的主客體復(fù)合體系可通過胸腺嘧啶-汞離子-胸腺嘧啶的特定作用與汞離子高強(qiáng)度結(jié)合構(gòu)筑出新型的三維超分子聚合物納米粒子體系。該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)這種新型體系具有SAIEE的現(xiàn)象，并基于此開發(fā)出了該體系對水中污染物汞離子的高效檢測和分離去除功能。同時，該團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)這種體系對汞離子的檢測限低、去除效率高，且材料本身的可循環(huán)利用性強(qiáng)。這種新型的超分子聚合物材料不僅開拓了拓展型柱芳烴在環(huán)境污染物檢測和分離中的應(yīng)用，更延伸了SAIEE這一現(xiàn)象潛在的應(yīng)用價值，為設(shè)計可應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)和能量存儲的新型超分子發(fā)光材料提供了新的思路。
全文鏈接：
Dai, D.; Li, Z.; Yang, J.; Wang, C.; Wu, J.-R.; Wang, Y.; Zhang, D.; Yang, Y.-W.* Supramolecular Assembly-Induced Emission Enhancement for Efficient Mercury(II) Detection and Removal. J. Am. Chem. Soc. 2019, DOI: 10.1021/jacs.9b01546.
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.9b01546
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