手性超分子组装研究进展

介绍了超分子手性的基本构筑方式及其特点,分别从手性分子组装、手性分子诱导非手性分子及非手性分子组装等3个方面对最近几年来在手性超分子组装领域内的重要成果及最新进展进行了综述,并对这一领域的发展前景作了展望。     

超分子手性组装体的构建与应用

超分子手性组装体通常由多种非共价相互作用协同驱动形成,是一类具有独特手性限域微环境的软物质,对材料工程、生命科学、光学器件、催化合成等领域的发展具有重要作用.其主要构建方法分为三种;手性基元组装、手性因素诱导非手性基元组装、非手性基元对称性破缺组装.通过分析近年来的研究成果,归纳了利用这三种方法构建超分子手性组装体的一...     

超分子组装体激发态手性的响应性

圆偏振发光主要是指手性发光体系激发态的性质。由于其在信息加密、高分辨3D显示和智能传感器等领域的潜在应用而备受关注。圆偏振光除了可以通过物理方法获得,即使用线偏振片和四分之一波片的组合,还可以直接从具有光致发光或电致发光性质的手性材料中获得。目前研究者们已经开发了多种圆偏振发光材料,主要包括手性有机分子、手性金属配合物等小分子发光体系以及手性超分子组装体等复合体系。通过将手性组分与响应性功能基团结合而构筑的响应性自组装发光体系对实现智能圆偏振发光材料的发展起着重要作用。在这篇文章里,我们对手性超分子自组装发光体系对各种外界刺激的响应性能进行了总结和归纳,如光照、pH值、溶剂、温度、金属离子等。本综述通过对各种外部刺激对手性组装体激发态性能影响的总结和讨论,旨在进一步推动智能圆偏振发光材料在多学科领域的应用。     

超分子作用构筑具有高光学不对称性的表面等离子纳米粒子手性组装体

《Science》杂志最近刊发了吉林大学刘堃团队关于手性纳米材料研究的重要进展: 通过超分子作用诱导金纳米棒与人胰岛淀粉样多肽之间共组装, 构筑具有类似于手性液晶结构的纳米螺旋超结构. 与单独的金纳米棒相比, 长程有序的纳米螺旋结构的手性各向异性因子(g-factor)提高了4600倍, 高达0.12. 该工作在液晶与手性无机纳米结构间建立了联系, 为构筑有机-无机光学活性结构提供了统一的设计原则, 并为淀粉样类疾病药物在复杂生物介质中的筛选开发了新方法.     

基于芳香分子-糖类手性超分子组装体及功能

手性超分子组装体广泛存在于自然界中,因其在材料、化学和生物学等领域广阔的应用前景,引起了科学家们极大的兴趣。其中以糖类分子作为手性源,经分子自组装构筑手性超分子组装体的研究已成为超分子化学领域的研究热点之一。本文综述了基于糖类修饰的苝酰亚胺分子、偶氮苯分子、联苯类分子和卟啉类分子等芳香分子化合物经自组装构筑的手性超分子组装体,介绍了其在有机溶剂和水的混合溶剂、水中的凝胶性质,超分子手性特征和功能,糖分子类型与超分子组装体手性间的关系等,并对基于糖类的手性超分子组装体的前景进行了展望。     

磺化杯芳烃的超分子组装体构筑及其功能

磺化杯芳烃具有非常强的分子键合能力, 被广泛用于水相超分子自组装研究. 介绍了磺化杯芳烃与客体阳离子形成超分子组装体的主要驱动力和形貌调控因素; 总结了包括主体诱导客体聚集、客体诱导主体聚集及主客体共组装在内的三种主要聚集模式; 并展望了其在刺激响应材料、药物传递载体、多功能超分子平台和超分子催化等领域的重要应用前景.     

超两亲分子:可控组装与解组装

与基于共价键的两亲性分子相对照,超两亲分子系指基于非共价键构筑的两亲分子.基于超分子体系的分子工程学的思想,本文总结了超两亲分子的各种类型,包括小分子型、聚合物型和响应性超两亲分子等,以及组装超两亲分子的各种推动力,如主客体相互作用、基于电荷转移作用和不同分子间的协同作用等.研究表明,超两亲分子的研究既可丰富传统的胶体界面化学,又为高级结构的可控组装提供了新的构筑基元,并为制备功能超分子材料开拓了新的途径.     

多肽超分子手性自组装与应用

多肽分子作为一类重要的生物手性小分子,能够通过分子自组装形成包括纳米螺旋、纳米管、手性凝胶等在内的有着独特生物效应和光学活性的手性纳米材料。这类材料具有易于功能化修饰的优点,在化学、生物、医药、材料科学等领域有着广泛应用,成功对多肽手性自组装结构进行精准多级调控,是进一步实现其功能化应用的基础。本文重点介绍了多肽分子氨基酸序列组成与构型等内部因素,以及溶液pH、溶剂、添加剂等外界因素对多肽分子手性自组装行为的影响,并归纳得出其关键作用机制;同时,还介绍了多肽手性自组装材料在手性催化、手性检测、模板合成、手性光学等领域的应用。     

典型锕系超分子组装体的构筑原理及研究进展

锕系超分子化学是锕系元素化学的重要研究领域,可以为乏燃料后处理的配位化学基础研究提供重要信息,并为探索锕系功能材料在发光、传感、催化和分离等方面的功能应用提供关键材料体系。本文介绍了基于锕系金属离子的金属-有机超分子组装体这一新兴领域的最新研究进展。从锕系超分子组装体的构筑原理出发并结合笔者自身研究情况,对基于主客体准轮烷配体的锕系-轮烷配位聚合物、具有闭合结构的锕系配位组装体和基于超分子相互作用的锕系超分子聚合物这三类典型的锕系超分子组装体的研究进展进行了梳理和总结阐述。期望为未来新型锕系超分子组装体的设计合成提供参考,促进相关领域的进步和发展。     

基于环糊精构筑的镧系稀土发光超分子组装体

镧系元素由于其优异的发光特性,如长寿命的激发态、尖锐的线状发射带和较大的Stokes位移等,在发光材料中表现出极大的优势,被越来越多地应用于高级功能发光材料的设计中.而环糊精作为第二代超分子主体分子具有易于功能化修饰以及特异性结合发光客体等优势而被广泛地用于构筑发光材料、荧光传感等超分子体系.作者从基于环糊精的镧系稀土配位化合物超分子组装体的构筑出发,对不同镧系环糊精发光材料的最新研究进展进行综述,为开发构筑新型多功能化镧系发光材料提供参考.最后,提出了稀土发光材料目前所遇到的科学问题,并对基于环糊精稀土发光材料的发展方向进行了展望.     

Janus超支化超分子聚合物的构筑及电化学响应性自组装行为研究

本工作报道了第一例具有电化学氧化还原刺激响应性的Janus超支化超分子聚合物,研究了其自组装及响应性解组装的行为.通过阴离子开环聚合和阳离子开环聚合的方法,分别合成了以β-环糊精为中心的亲水超支化聚缩水甘油醚CD-g-HPG和末端为二茂铁的疏水超支化聚(3-乙基-3-羟甲基环氧丁烷)Fc-g-HBPO.两者通过Fc/CD之间的主客体包结络合作用,构筑了两亲性Janus超支化超分子聚合物HBPO-b-HPG.该聚合物在水中可以自组装形成囊泡.通过动态光散射(DLS)跟踪、2D-NOESY和循环伏安曲线表征了CD-g-HPG和Fc-g-HBPO之间的主客体包结络合作用,通过扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征了囊泡结构.最后,研究了囊泡在电化学刺激下的解组装行为,同时也验证了囊泡在加热、加入主客体竞争分子和化学氧化下的稳定性.     

超分子聚合物:自组装的高分子

简单介绍基于氢键、主客体化学、以及金属配位作用形成超分子聚合物的研究进展,着重概述了金属配位超分子聚合物的形成、特点及其与异电荷物质的静电自组装。     

环糊精超分子组装体的研究进展

环糊精是由若干个D-吡喃葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键连接而成的环状低聚糖,具有一个亲水性的外表面和一个疏水性的空腔。利用主客体相互作用,环糊精及其衍生物能够选择性地与大小匹配的疏水性客体分子形成各种超分子包合物。本文概述了环糊精的结构与性质,并介绍了近年来国内外以环糊精为基础的纳米粒子、水凝胶等超分子组装体的设计原理、作用机制、刺激响应及应用特点,并对环糊精超分子组装体的前景进行了展望。     

药物输送体系构筑中的超分子组装策略

超分子组装提供了药物输送体系设计的新原理。以高效的分子间非共价键作用为驱动力,超分子药物输送体系能够利用结构简单的分子单体获得精确的成分控制,并使得载体结构易于预测,形貌与体积易于调控,有利于实现药物的控制释放。本文首先总结超分子药物输送体系的研究背景,之后重点介绍基于环糊精、杯芳烃、柱芳烃和葫芦脲的主-客体体系的超分子药物输送体系的构建与药物输送功能,然后介绍水溶性的超分子有机框架在药物输送方面的应用,最后提出了超分子药物载体实用化需要克服的若干挑战性问题。     

基于天然小分子化合物的超分子手性自组装

超分子手性普遍存在于自然界和生命体内,可通过分子在非共价键作用下有序排列形成,对生命科学、药物化学及材料科学的发展起着重要的作用。天然产物来源广泛,具有独特的立体结构和多手性中心,由于其分子手性可以在组装过程中随着分子的有序堆积得到传递和放大,形成超分子手性结构,因此是一类优良的超分子手性构筑基元。研究天然产物的手性自组装,不仅可以拓展其在超分子化学中的应用,还能深化人们对自然界和生命体中手性现象的理解。本文总结了近年来甾体、三萜、氨基酸、糖等天然产物小分子化合物在超分子手性自组装方面的研究进展及其未来的发展前景。     

组装合成超分子液晶聚合物动态功能材料

从电荷转移相互作用。离子相互作用及氢键组装三个方面综述了通过分子自组装合成超分子液晶聚合物近年来的最新研究成果。总结 阴谋家类体系作为动态功能材料在器件化及应用方面所取得的重要进展，并展望了这一领域今后的发展方向。     

超分子组装体动态重构综合实验

为提高化学及相关专业本科生对超分子化学及耗散结构的认知并锻炼其大学化学综合实验技能,设计了基于鸟苷5’-单磷酸二钠盐与尿素-脲酶计时反应的超分子组装体动态重构综合实验。本实验主要包括基于计时反应的非平衡超分子组装体系构建方法、结构表征、组装体动态重构机制探究等内容。通过科教融合的形式提高学生对科学研究的兴趣,培养学生科学思维;通过本实验的实践,可提升学生综合技能。     

超分子聚集体构筑单元的分子设计及其自组装研究进展

超分子聚集体因有着丰富的形貌和多样化的功能,并具有良好的可调控性,而备受广大超分子科学家的关注。不同结构的超分子聚集体在新材料开发、药物传输、生物成像和医疗卫生等领域均有着极其重要的研究价值和应用前景。基于在不同领域中超分子聚集体的应用特点,其自组装构筑单元的设计方法也有着诸多的选择,如何高效地设计并制备有价值的超分子体系构筑单元已经成为超分子化学研究的一个重要课题。基于超分子聚集体自组装过程的影响因素,对超分子聚集体构筑单元的主要设计方法和思路进行了总结和分析,为后续不同体系超分子聚集体构筑单元的设计及其自组装过程的相关研究提供重要的参考。