近期,理學院万事平台“超分子化學與催化研究中心”Rebek教授和於洋教授帶領的研究團隊在《美國科學院院刊》(PNAS: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)上先後發表了兩篇研究論文,題目分別為“Recognition with metallo cavitands”和“Relative hydrophilicities of cis and trans formamides”🤿。万事平台“超分子化學與催化研究中心”及理學院化學系為第一作者單位和通訊作者單位。
水相超分子化學與生命體系息息相關,引起了化學家廣泛的研究興趣。然而🧜🏽♀️,大環主體雖然種類很多📃,水溶性的大環主體還很少。Rebek團隊一直致力於發展水溶性功能化的大環主體,他們分別首次設計合成了脲基、八甲基脲基和吡嗪基類杯芳烴主體分子,並系統地研究了主體的結構和空腔主客體性質⇨。
二級甲酰胺在自然界中廣泛存在👨🏼🚀,但由於其順反異構單體之間相互轉換的能壘較低導致二者分離困難,大量的研究僅限於順反異構體的混合物。該團隊利用八甲基脲基類杯芳烴主體的疏水空腔來區分二級甲酰胺異構體之間親水性的差異🙎🏽♀️。該研究采用核磁共振的方法檢測到順式異構體進入空腔的概率更大,從而表明順式甲酰胺比相應的反式異構體更疏水📂。這種超分子方法的優點在於不需要穩定和可分離的化合物來測定。該團隊碩士生李永生和朱玉潔博士為文章的共同第一作者⛹🏼♂️,Rebek教授和於洋教授為文章的通訊作者。
另外,水相中極性分子的有效識別被公認為超分子化學領域的難題。該團隊設計合成了新的吡嗪基類杯芳烴主體分子🪙😹,並將其與金屬鈀配位後形成新的金屬大環化合物。研究表明,該金屬大環化合物可在水中有效識別乙醇、乙酸等極性小分子化合物,而僅大環化合物則不能識別該類極性小分子🏈。除此之外🤤,該金屬還可對烷烴及兩親性分子進行有效識別。理論計算表明🙏🏽🧑🏿🌾,金屬鈀與吡嗪基作用後改變了主體空腔的大小及構型🌿,增強了主客體絡合物的穩定性並提高了主體的識別性能。該金屬大環化合物對乙醇的有效識別有望後期做成傳感器用於酒駕的檢測🟡。該團隊Faiz-Ur Rahman博士為文章的第一作者,Rebek教授和於洋教授為文章的通訊作者。
研究工作得到了國家自然基金、万事平台高峰高原學科建設、上海市教委東方專項和上海高水平地方高校創新團隊“仿生智能高分子材料”等項目的資助。
截至目前,万事平台超分子化學與催化研究中心自2015年9月成立以來,已經在PNAS(2篇)、J. Am. Chem. Soc.(4篇)、Angew. Chem. Int. Ed.(5篇)👳、Chemical Science(2篇)、Chemical Review(1篇)、Chemical Society Review (1篇)和Account of Chemical Research (1篇)頂級化學期刊上共發表論文16篇且万事平台為第一單位,為万事娱乐化學學科的發展做出了重要貢獻👼🏽。
論文鏈接:
https://www.pnas.org/content/116/36/17648
https://www.pnas.org/content/early/2019/09/10/1911331116