苏州大学张正彪教授、张伟教授团队 Angew：通过迭代指数增长策略合成单一分子量偶氮苯齐聚物-揭示动态螺旋反转和手性转移的奥秘

2023-12-22 来源：高分子科技

近年来，基于偶氮苯聚合物的手性超分子组装引起了广泛的关注并得到快速发展，然而传统的多分散手性偶氮苯聚合物通常会导致统计学意义上的研究结果。单一分子量聚合物具有精确的链长和化学结构，是用来研究聚合物的手性性能与结构关系的理想模型。受自然界中复杂的手性螺旋结构的启发，科学家们一直致力于设计与合成各种各样的手性分子或手性聚合物，来模拟自然界中的手性现象。这为探索自然界中手性信息的转移与传递，从而揭示宇宙乃至生命的起源奠定了基础，也为开发功能独特的手性纳米材料提供了契机。因此，通过精密合成单一分子量手性偶氮苯聚合物来构建与调控手性超分子结构，将为新型手性高分子材料的开发与应用提供进一步的理论依据，也为探索手性在生物体中的功能提供了可能。

近期，苏州大学张正彪教授和张伟教授团队基于迭代指数增长策略，报道了一种单一分子量偶氮苯齐聚物的超分子手性组装体的螺旋反转与调控，发现齐聚物的链长，分散性对组装体的手性表达，螺旋形貌和内部堆积结构具有重要影响。首先设计合成了一种两端分别被TBDPS保护的羟基和t-Bu保护的羧基的手性偶氮苯单体，然后通过多步的正交脱保护和酯化偶联制备了不同分子量的单一分子量手性偶氮苯齐聚物。

图1. 单一分子量偶氮苯齐聚物组装体的螺旋反转与调控

图2. 单一分子量偶氮苯齐聚物的合成示意图与结构表征

研究发现超分子手性组装体的形成与齐聚物的链长密切相关，当链长较短时，齐聚物无法形成手性超分子组装体；而当链长较大时，不同迭代长度的齐聚物组装体的手性转移与螺旋反转显著不同。此外，作者通过调控溶剂体积比、加热-冷却、超声、紫外光照、老化等相关验证实验的系统研究，揭示了与单一分子量偶氮苯低聚物组装体中热力学稳定的H聚集体和动力学控制的J聚集体相互转化相关的动态螺旋反转。

图3. 单一分子量偶氮苯齐聚物的溶液自组装及其手性表达

图4. 组装体的聚集方式研究和加热-冷却实验

相关成果以“Unraveling Dynamic Helicity Inversion and Chirality Transfer by the Synthesis of Discrete Azobenzene Oligomers by an Iterative Exponential Growth Strategy”为题发表于《Angew. Chem. Int. Ed.》上。文章的第一作者为苏州大学硕士生王啸，通讯作者为苏州大学张正彪教授、张伟教授和程笑笑博士。该工作受到了国家自然科学基金（21925107、21871202、92056111、21971180和22301208）、江苏省自然科学基金（BK20230505）和中国博士后科学基金（2022M722312）等项目的支持。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202315686

版权与免责声明：中国聚合物网原创文章。刊物或媒体如需转载，请联系邮箱：info@polymer.cn，并请注明出处。

（责任编辑：xu）

【大中小】【打印】【关闭】

诚邀关注高分子科技

更多>>最新资讯

更多>>科教新闻