力色团(也称力敏团),即对机械力响应或敏感的小分子或基团,是高分子力化发展以及力响应性高分子材料实现特定功能的关键。其中,具有力致变色功能的力色团在材料探伤、应力检测等领域有着重要的应用前景,因而受到广泛的关注与研究。近期,李远超副教授/陈永明教授团队利用氨基或/和硫代马来酰亚胺衍生物的不同特性,设计和开发了一系列具有力致荧光变色功能的力色团。
(1)研究团队设计了氨基马来酰亚胺与蒽Diels-Alder (DA)加成物力色团,并与周业成副教授课题组合作,通过基于密度泛函理论(DFT)的CoGEF方法成功预测它被力激活后能够发生逆DA反应,生成相应的氨基马来酰亚胺与蒽(见图1)。但是在合成上,氨基马来酰亚胺很难直接与蒽发生DA反应。因此,该团队首先以溴代马来酰亚胺作为亲双烯体,与蒽发生DA反应,溴原子被哌啶取代后,便得到相应的可被视为哌啶基马来酰亚胺与蒽的DA加成物力色团。该力色团自身荧光非常弱,但它在力的作用下,能够发生逆DA反应,同时生成均具有荧光的蒽与哌啶基马来酰亚胺。此外,哌啶基马来酰亚胺的荧光容易被极性溶剂或质子溶剂猝灭,因而在力和溶剂的双重作用下,该力色团能够实现双重荧光变色。该工作以“Concurrent and Mechanochemical Activation of Two Distinct and Latent Fluorophores via Retro-Diels-Alder Reaction of an Anthracene-Aminomaleimide Adduct”为题发表在ACS Macro Letters (2022, 11, 310)。
原文链接:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmacrolett.2c00036?ref=pdf
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmacrolett.1c00543?ref=pdf
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.2c01077
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