金澤大學(xué)的研究人員合成了具有明確的循環(huán)重復(fù)單元和單手螺旋幾何結(jié)構(gòu)的螺旋梯狀聚合物
by Kanazawa University(金澤大學(xué))
金澤大學(xué)的研究人員合成了具有明確的循環(huán)重復(fù)單元和單手螺旋幾何結(jié)構(gòu)的螺旋梯狀聚合物,正如他們在美國化學(xué)學(xué)會雜志上報道的那樣。
由共用兩個或多個原子的相鄰環(huán)構(gòu)成的梯狀聚合物分子很難合成,因為它們需要高度選擇性的定量反應(yīng),以避免在聚合物鏈中形成分支結(jié)構(gòu)或中斷環(huán)序列。此外,現(xiàn)有的梯狀聚合物合成策略在選擇性和定量方面都存在嚴(yán)重的局限性。另一種重要的分子類型是具有螺旋結(jié)構(gòu)的分子(如DNA和蛋白質(zhì)),在分子識別和催化中起著重要作用。因此,制備既具有階梯結(jié)構(gòu)又具有螺旋結(jié)構(gòu)的分子可以開辟聚合物材料的新應(yīng)用。
Tomoyuki Ikai、Timothy M.Swager和來自國際合作的同事們從一種芳香烴三聯(lián)苯開始,這是一種手性分子,但可以通過不對稱地在苯環(huán)中引入取代基來獲得手性衍生物。光學(xué)活性的三萜類化合物作為手性材料具有實際的用途,例如用于手性分離和圓極化發(fā)光材料。然后,研究人員以手性三萜類為骨架,利用親電芳香族取代有效地形成單手螺旋梯狀聚合物。系統(tǒng)中的空間排斥導(dǎo)致了單手扭梯單元的形成。反應(yīng)是定量的和區(qū)域選擇性的(也就是說,有一個化學(xué)鍵的首選方向),這使得合成具有明確螺旋幾何結(jié)構(gòu)的光學(xué)活性梯狀聚合物成為可能。未檢測到副產(chǎn)品。
在合成過程中,采用了包括光譜學(xué)和顯微鏡技術(shù)在內(nèi)的多種技術(shù)來表征反應(yīng)產(chǎn)物,并利用分子動力學(xué)模擬來了解生成的分子的結(jié)構(gòu),確定了右手螺旋梯的幾何結(jié)構(gòu)。研究人員還測量了分子的光學(xué)活性。
新的合成路線將為納米螺旋梯結(jié)構(gòu)和光學(xué)活性手性材料的合成開辟新的途徑。”我們認(rèn)為,這些梯狀聚合物可以歸入一類新的螺旋聚合物,通過進一步修改主鏈和垂飾單元,代表了一類有前途的先進材料,作為分子/離子傳輸、有機電子、特定反應(yīng)場和功能宿主的納米通道。ORS在紙上。
手性
手性系統(tǒng)是一個不能疊加在其鏡像上的不對稱系統(tǒng)(這個詞來源于希臘語中的hands,因為hands是手性系統(tǒng)的一個很好的例子)。藥物化合物中使用的大多數(shù)生物分子和分子都是手性的。兩個手性相反的分子具有相同的組成和結(jié)構(gòu),但具有鏡像形狀,并且在與其他手性分子相互作用時具有不同的性質(zhì)。
親電芳香族取代
親電芳香族取代是一種有機反應(yīng),其中一個附著在芳香族系統(tǒng)上的原子被一個電子受體(親電體)的原子取代。它是一類重要的反應(yīng),通常涉及苯環(huán)。
空間排斥
空間排斥是由于原子之間的距離太近而產(chǎn)生排斥力,從而使它們的電子云重疊而產(chǎn)生的一種效應(yīng)。
原文鏈接:https://phys.org/news/2019-05-synthesis-helical-ladder-polymers.html
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