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葫芦脲的超分子化学:协同性的定量表征与精确调控
2017-02-15|浏览量:2624


理性调控多重非共价相互作用的协同性,在超分子组装和材料领域里发挥着关键的作用,对丰富和发展超分子工程学至关重要。然而,如何通过调节疏水效应,进而控制协同性仍是一个挑战。

在国家自然科学基金委员会和科技部的支持下,清华大学化学系张希教授课题组,与尉志武教授和英国剑桥大学的Oren A. Scherman教授共同协作,发展了一种精确调控多重非共价相互作用的协同性的新策略。经典的疏水效应为熵主导,而非经典的疏水效应是焓驱动的过程。葫芦脲等水溶性的大环主体分子的主客体复合是熵焓共同驱动的过程。以葫芦[8]脲介导的三元主客体复合为研究对象,他们预期客体分子的两亲性会很大程度上影响结合过程的协同性。基于这一假设,他们设计并合成了一系列带有不同亲疏水侧链的客体分子用于协同性调控,通过逐渐调节客体分子的侧链从亲水性变为疏水性,有效地调控三元主客体复合从正协同到负协同转变。

类似的策略可以用于熵驱动或者焓驱动的其他超分子体系,通过平衡经典和非经典的疏水效应,可能实现对协同性的精确调控。这项研究推动了超分子物理化学向着精确调控协同性的方向发展,并有望用于实现可控的超分子组装以及构筑功能超分子体系和超分子材料。

这一研究成果已于近期发表在Langmuir杂志上发表,并被选为ACS Editors Choice(DOI: 10.1021/acs.langmuir.6b01709)