Chem. Eur. J. :光刺激触发的超分子手性的调节

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手性存在于微观分子到宏观结构,关于手性的诱导、传递和放大的研究对自然界的进化和手性功能材料的发展具有重要影响。超分子手性被广泛应用于不对称合成,手性光学材料和生物医药等领域。精确控制组装体的组装过程和超分子手性的动态调节有利于多手性功能纳米材料的开发,使得它们特定功能的实现。由于其存在的动态非共价相互作用,许多因素会对超分子组装过程产生影响。在众多刺激中,光刺激由于其可远程控制,快速切换和容易聚焦等优点,为构建智能超分子手性系统带来了理想的可操作性。



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图1 非偏振光和圆偏振光调节的超分子手性及其相关的功能应用

近日,上海理工大学岳兵兵课题组和复旦大学朱亮亮课题组根据光与超分子系统的不同的作用方式,分别讨论了非偏振光和圆偏振光调节的超分子系统,实现了超分子手性的动态调节。非偏振光调节过程主要协助于各种光化学组分的引入,例如偶氮苯,螺吡喃,α-氰基苯,过度拥挤的烯烃等光化学组分。除此之外,还展示了最近探索的一种基于多硫芳烃母核的光激发诱导组装的物理策略来调节超分子手性。

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图2 基于多硫芳烃M-1的光控制超分子手性调节。A.光激发诱导M-1聚集的光物理过程示意图以及光诱导组装体M-1@PS-b-PA的连续相转变。B.通过调整M-1与PS-b-PLLA的相对比例和施加光照来调节共组装体PS-b-(M-1@PLLA)的超分子手性和圆偏振发光。

与非偏振光不同,圆偏振光作为一种手性光源,可以直接诱导有机系统中有机分子的不对称组装,无机系统的不对称光化学合成和有机-无机杂化体系中超分子手性的诱导。最后,文章还展示了许多相关的功能应用,光刺激诱导的超分子手性的调节使得组装体特定功能的实现,主要包括手性光学信息展示,软执行器,药物输送和手性催化。


尽管这个领域已经取得了很多研究成果,目前仍存在一些潜在的挑战。例如光活性分子单元仍然缺乏,因此需要开发更多的光活性结构;其次,超分子手性的内在机制仍需进一步探索,尤其是圆偏振光的调控;就未来的应用而言,目前的应用在很大程度上受到材料制备方法的限制,需要开发更丰富的应用方法。光刺激显示出方便性和良好的可操作性,可以与许多其他刺激相结合以构建多响应组件,从而在智能纳米材料中实现更可控的超分子手性。这篇综述将有助于理解光刺激调节的超分子手性,并推动智能手性功能纳米材料的进一步发展。

文信息

Light-triggered Modulation of Supramolecular Chirality

Fan Yang, Dr. Bing-Bing Yue, Prof Liang-Liang Zhu

文章第一作者为上海理工大学硕士研究生杨帆


Chemistry – A European Journal 

DOI: 10.1002/chem.202203794




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