模块法自组装已经成为构筑超大三联吡啶超分子结构的解决之道

  • 栏目:云顶4008手机版 时间:2020-01-06 04:14
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本网讯 国际顶级自然杂志Nature Communications报道了我校化学化工学院王平山教授课题组超分子自组装的最新结果“Self-assembly of a Supramolecular Hexagram andaSupramolecular Pentagram”。Nature Communications是国际顶级期刊Nature的子刊,主要刊登自然科学领域最新科研进展。此次发表的论文是继研究团队2016年在美国化学会志(Journal of the American Chemical Society)发表研究成果后的又一国际顶尖期刊论文。

2012级有机化学专业博士研究生蒋志龙为论文的第一作者,王平山教授及Xiaopeng Li教授和Bingqian Xu教授为共同通讯作者,中南大学化学化工学院为本文的第一通讯单位。这是该课题在三联吡啶超分子自组装研究领域新的突破,是化学化工学院首篇以第一通讯作者及第一通讯单位在Nature子刊发表的研究论文。

在超分子化学中,多组分配体和金属离子配位协同组装,可以构筑结构丰富,超大分子量的二维及三维超分子结构。实现多组分协同组装的可控性是超分子自组装中的最大挑战,如何克服自组装过程中熵效应的不利影响,是实现超分子自组装发展的瓶颈和难点。利用金属钌离子和配体配位的稳定性,将多组分配体预先配位偶联,形成自组装金属有机模块,降低最终组装过程中的熵减效应对组装带来的不利影响,是超大三联吡啶超分子结构自组装的关键技术。从目前的结果来看,模块法自组装已经成为构筑超大三联吡啶超分子结构的解决之道。

王平山教授团队与University of South Florida(南佛罗里达大学)的Xiaopeng Li教授课题组和University of Georgia(佐治亚大学)的Bingqian Xu教授课题组合作,利用独创的模块法自组装策略,成功组装了离散型五角星和六角星的超大单分子结构,分子量高达21,069 Da。这些超大的刚性二维结构不仅可通过高分辨质谱ESI-MS及ESI-TWIM-MS数据证明,而且可以通过高分辨AFM及STEM直观地观测到超分子结构的形貌和在支持介质上目标超分子的自组装排列。

超大单分子模块法自组装策略是三联吡啶分步自组装的进一步提高和升华,在三联吡啶自组装未来的发展中,可以预期在结构研究和基于三联吡啶功能材料的发展上,将发挥重要作用。

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