螺旋型分子在地球生命進(jìn)化和繁衍過程中扮演著重要角色,賦予了生命體多樣結(jié)構(gòu)和高級功能。例如,DNA借助雙螺旋結(jié)構(gòu)解組裝/組裝來精確完成遺傳信息的存儲、翻譯與傳遞。蛋白質(zhì)分子可通過α螺旋、β折疊等過程形成具有特異性和催化化學(xué)反應(yīng)的酶。隨著合成化學(xué)、超分子化學(xué)等飛速發(fā)展,人們通過化學(xué)合成的方式來模仿天然螺旋型分子的精確結(jié)構(gòu),對其形成機(jī)理、功能進(jìn)行了深入研究,并通過引入功能性構(gòu)筑基元實(shí)現(xiàn)多種環(huán)境響應(yīng)材料設(shè)計(jì),探索在信息儲存、傳感器、光學(xué)器件、物質(zhì)分離等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。然而,構(gòu)建具有多重響應(yīng)性的水溶性雙螺旋超分子聚合物仍然是一個巨大挑戰(zhàn)。
基于以上思考,西北大學(xué)于游教授課題組利用Passerini多組分聚合反應(yīng)誘導(dǎo)自組裝過程一步合成了具有雙螺旋結(jié)構(gòu)的超分子聚合物。結(jié)果表明,聚合過程中形成的特殊手性酰胺基團(tuán)、鏈間氫鍵和π-π相互作用是形成雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要驅(qū)動力。聚乙二醇片段和吡啶基團(tuán)賦予了該聚合物多重可逆響應(yīng)性能(金屬離子、pH、溫度、溶劑等)。另外,分子內(nèi)氫鍵誘導(dǎo)的環(huán)化過程也加速了聚合物的可見光降解過程。本文涉及的多組分化學(xué)聚合反應(yīng)誘導(dǎo)自組裝策略為功能化超分子聚合物制備提供了新思路。
該研究成果以《New Soft-matter Material with Old Chemistry: Passerini Multicomponent Polymerization-induced Assembly of AIE-active Double-helical Polymers with Rapid Visible-light Degradability》為題發(fā)表在RSC知名期刊Chemical Science上。西北大學(xué)碩士研究生柳具盆和安徽工業(yè)大學(xué)羅仲龍副教授為本文第一作者,于樂副教授在理論計(jì)算方面提供了關(guān)鍵信息,西北大學(xué)于游教授為通訊作者。研究得到了國家自然科學(xué)基金和陜西省自然基金的資助。
文章鏈接:https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2020/SC/D0SC02729D
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