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动态超分子缓冲立方体ag百家乐真的假的
超分子多面体的球形生物封装剂，如病毒衣壳和铁卵白，因其明确的立体化学、动态超结构和多组分联接特点而在保护遗传物资、运输铁离子及改革病毒与细胞的相互作用中宗旨进攻作用。这些特点招引了化学家和材料科学家遐想和合成东说念主造超分子多面体，已被用于分子分离、催化和卵白质褂讪等畛域。然而，合成具有可调机械性能和多组分联接步履的非共价超分子多面体也曾一个挑战。
在此，天津大学胡文平素质、王雨素质、Huang Wu博士王人集西北大学J. Fraser Stoddart素质共同报告了由 12 个螺旋大环通过 144 个弱 C-H 氢键拼装而成的动态超分子短立方体。每个对映体纯的短立方体外径为 5.1 nm，包含 2,712 个原子和体积为 6,215 ų 的手性空腔。通过分层手性传递战术顺利终显著左手和右手短立方体的立体特异性拼装，并通过非对映接受性结晶进一步简化了经过。除了可逆的光致变色特点，这些短立方体在晶体状况下还宗旨出可光控改革的弹性和硬度。此外，它们不错同期容纳大都小分子，并在其特有框架的不同隔室等分辨封装两种不同的分子。这项考虑膨大了东说念主工超分子拼装的范围，使其大概效法球形生物大分子的手性超结构、动态特点和联接才能，同期也为构建具有光控机械性能的结晶材料提供了一种新门径。干系后果以“Dynamic supramolecular snub cubes”为题发表在《Nature》上，第一作家为Huang Wu。
胡文平素质、J. Fraser Stoddart素质王人集Huang Wu博士和王雨素质
对映体 SSC 的立体定向拼装
通过光反馈二醛和手性二胺单位的联接，顺利构建了一种高度对称的超分子多面体（SSC）。该多面体的拼装经过以光致二芳基乙烯的手性紧闭花样为基础，并结握性开头（如功能化的萘二亚胺单位）进行径态反应。愚弄X射线晶体学分析，发现该多面体由12个歪曲的大环组成，具有直径2.55纳米、体积6215 ų的手性空腔（图1）。这一结构展现了溶液和固态中的一致性，其褂讪性主要由[C–H···π]相互作用启动，同期辅以[C–H···F]和[C–H···O]氢键，共酿成144个分子间相互作用，赋予该多面体显赫的褂讪性和机械性能。
图 1：对映体 SSC 的非共价合成
多面体包含6个正方形、8个等边三角形和24个不等边三角形的面，组成了具有4-3-2对称性的阿基米德多面体（snub立方体）。这些面通过非共价键相互流畅，并展示了特有的手性特点，举例正方形面联系于轴的旋转（图2）。此外，NMR光谱和表面绸缪进一步考据了超分子多面体在溶液和固态下的结构一致性。这种动态拼装相通于病毒衣壳中的复杂结构，展示了在手性禁止、动态自拼装和非共价联接中所获取的显赫进展，为建设具有高度功能化和褂讪性的超分子材料提供了新路线。
在后续拼装阶段，SSC动作提拔单位酿成了一个相通方钠石的分层多孔超结构。位于四重轴上的SSC通过[π·π]堆叠相邻方形面上的NDI单位褂讪。八个SSC通过非共价键流畅，酿成一个立方体结构，其中心包含一个截角八面体。该截角八面体的外径为6.6nm，里面体积为25,797 ų，并通过六个孔径为1.7nm的通说念与相邻八面体陆续，组成相通沸石A的多孔集聚。最终，SSC的体心立方上部结构包含两组多孔集聚：一组由SSC里面空腔组成，另一组由流畅截角八面体的孔说念组成，为种种性结构的客体提供了特有的容纳矩阵。受病毒衣壳手性的启发，考虑进一步探索了接受性拼装对映体SSC的可能性。几何分析显现，由(8R)Cy-(4R)CE-TM拼装的SSC具有右手拓扑手性（图2h）。对应地，左手SSC由对映体纯(8S)Cy-(4S)CE-TM拼装而成，ag百家乐回血其立体化学为右手SSC的镜像（图2g，h）。这一收尾标明，通过NDIDA和CE单位中的立体中心调控大环的螺旋度，从而决定SSC手性的门径相等灵验，为多手性超分子结构的遐想提供了新的战术。
图 2：对映体 SSC 的固态超结构和立体定向拼装
SSCs的光控机械性能
受到卵白质衣壳动态性质的启发，考虑探索了SSC晶体对光刺激的反馈性和动态可逆性（图3）。通过可见光映照，截顶八面体体式的SSC晶体从深蓝色变为无色（图3b-c），主要因为二芳基乙烯单位发生环化。紫外线映照可使晶体归附深蓝色（图3d），标明二芳基乙烯单位在闭合和通达花样间可逆切换（图3a）。紫外-可见-近红外接收光谱和拉曼光谱分析进一步考据了这种光反馈性（图3f-g）。这种切换同期影响晶体的机械性能：原始SSC的杨氏模量（E）和硬度（H）分辨为1.24±0.36 GPa和0.10±0.02 GPa（图3j），宗旨出更柔嫩、更天真实特点。紫外线映照后，E和H值归附接近原始状况（图3i-j）。通过可见光和紫外光瓜代映照，SSC晶体的弹性和硬度终显著屡次可逆改革。这种愚弄光可逆操控机械性能的特点在其他晶体材料中极为颠倒，为动态反馈材料的遐想提供了新的场合。
图3：SSC的光控机械性能
SSC 内客体分子的络合
SSC 展现了相通病毒衣壳的多组分联接特点，大概在内腔和外袋中同期容纳不同的小客体分子（图4）。举例，在右手SSC框架中，对碳硼烷通过氢键和范德华相互作用褂讪于内腔，而环己烷通过范德华相互作用位于外袋。此外，SSC还能同期封装苯和环己烷，其中苯通过[π·π]相互作用褂讪于歪曲大环中间，而环己烷则通过[C–H·π]和范德华相互作用存在于内腔和外袋。相通地，左手SSC也可接受性封装不同客体分子，如间碳硼烷位于内腔，环己烷则位于外腔。这些收尾标明，SSC 是一种特有的多孔材料，可通过分隔的结构接受性地容纳多种客体分子。
图 4：右手 SSC 内客体分子的络合。
小结
这项考虑通过从下到上的门径终显著动态SSC的立体定向拼装，愚弄12个相易的歪曲大环化合物构建出包含2712个原子和6215 ų手性空腔的结构。每个SSC由144个C-H氢键看守，通过分层手性传递和非对映接受性结晶，顺利制备了左手和右手短立方体。SSC 具有刚性结构、8字形拓扑和互补非共价识别位点，成为构建复杂东说念主工多面体的有劲候选者。除了明确的立体化学，SSC 还展现出特有特点，包括可逆光致变色步履以及光控改革的弹性和硬度，这预示了一类具有光控机械性能的结晶多面体的后劲。此外，SSC 能同期容纳大都小分子，并在不同隔室等分辨封装两种不同的分子。这项考虑在仿生生物封装材料畛域迈出进攻一步，为遐想先进的仿生材料提供了新想路，从手性拓扑结构到动态性能和联接才能均得到了灵验体现。
开头：高分子科学前沿
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