【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】功能大環(huán)分子在超分子化學(xué)領(lǐng)域一直扮演著十分重要的角色，設(shè)計并合成新型刺激響應(yīng)的大環(huán)化合物有望在智能材料等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。近日，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所超分子光化學(xué)研究中心研究員叢歡團隊報道了一種新型的熒光雙大環(huán)化合物——領(lǐng)結(jié)芳烴(BowtieArene)。
研究人員首先通過偶聯(lián)反應(yīng)實現(xiàn)了四苯乙烯單元與芳基溴化物側(cè)鏈單元的連接，偶聯(lián)產(chǎn)物與多聚甲醛在Lewis酸催化作用下發(fā)生縮合反應(yīng)即可快速合成領(lǐng)結(jié)芳烴分子。分子的X射線單晶結(jié)構(gòu)顯示其幾何形狀酷似領(lǐng)結(jié)，具有對稱的雙重柱狀的大環(huán)空腔，以及和柱[5]芳烴幾乎相同的形狀和尺寸。
領(lǐng)結(jié)芳烴在晶態(tài)及不同比例四氫呋喃/水混合溶劑中具有顯著不同熒光性質(zhì)，實驗和理論計算的研究結(jié)果揭示該分子的熒光性質(zhì)與分子堆積狀態(tài)密切相關(guān)。結(jié)合分子的熒光變色性質(zhì)和大環(huán)分子的蒸汽吸附性質(zhì)，領(lǐng)結(jié)芳烴進一步展現(xiàn)出了力致變色和蒸汽致變色的能力：經(jīng)過機械研磨后得到的無序粉末可進一步通過二甲苯蒸氣熏蒸誘導(dǎo)大環(huán)分子重新進行有序堆積，從而實現(xiàn)分子無序-有序的堆積狀態(tài)以及相應(yīng)熒光性質(zhì)的切換。
鑒于熒光大環(huán)化合物在分子傳感、細胞成像及數(shù)據(jù)安全等領(lǐng)域的重要潛在應(yīng)用，領(lǐng)結(jié)芳烴的發(fā)展有望為這些領(lǐng)域提供新的創(chuàng)新機遇。相關(guān)工作發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》(Angewandte Chemie International Edition)上，并被選為VIP文章。該工作的第一作者是理化所的博士研究生雷勝男，理化所研究員曾毅和副研究員肖紅艷分別在光物理測試和理論發(fā)光計算方面予以了大力協(xié)助。研究工作得到基金委、中科院、國家重點研發(fā)計劃和理化所所長基金的資助。
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