导读
华东理工大学曲大辉教授课题组光驱动分子机器最新进展
构建光响应型主-客体系统是开发合成仿生智能体系的关键，目前采用的通用策略是将光异构化单元引入大环主体或客体的结构中，从而通过构象变化有效改变非共价结合亲和力。然而，设计可多稳态切换的光控主-客体系统，且同时又能实现和控制对不同手性客体的立体可切换的选择性识别，仍然是一个重大挑战。近日，华东理工大学化学与分子工程学院、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心曲大辉教授课题组巧妙地将一代分子马达与冠醚环结合，成功构建了一系列马达化冠醚大环，并在立体可切换的选择性识别方面取得重要研究进展，最新研究成果以“Motorized Macrocycle: A Photo-responsive Host with Switchable and Stereoselective Guest Recognition”为题发表在Angew. Chem. Int. Ed.（DOI：10.1002/anie.202104285）。
位阻烯烃的分子马达在外界光和热的刺激下能够进行360°定向可控旋转的独特性能已广泛应用液晶、手性催化、凝胶等领域。分子马达固有的轴手性和光开关能力，可以产生多个稳定的手性态，并能精确地控制手性异构体的形成顺序。在此背景下，研究人员利用不同长度的柔性聚乙二醇链将第一代分子马达的两臂进行分子内环化，形成具有马达运动功能的冠醚大环。研究的结果表明，八甘醇链环化的马达大环cis/trans-3能够实现分子马达的单向旋转，且cis构型马达化大环与铵盐客体具有1:1结合的主客体相互作用，而trans与cis构型大环与客体分子的结合力明显不同。利用分子马达大环3在光热刺激下，其几何构型和螺旋手性的多态切换，成功实现了马达化大环与客体的光致切换结合亲和力和立体选择性的动态反转。这种方法为构建刺激响应型主-客体系统和动态材料提供了一种新型策略。
该研究工作主要由华东理工大学化学院博士生刘月在曲大辉教授的指导下完成，并得到了田禾院士和费林加院士的悉心指导。计算化学方面得到荷兰格罗宁根大学Stefano Crespi博士的大力支持。该工作得到了国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金委重大项目、教育部材料生物学与动态化学前沿科学中心、基础科学中心、上海市重大科技专项等项目资金的支持。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202104285
华东理工大学朱为宏教授课题组瞬时沉淀规模化制备高效有机纳米光催化剂研究最新进展
瞬时纳米沉淀法（Flash Nanoprecipitation, FNP）采用多通道的涡流混合器系统实现良溶剂与反溶剂的快速、可控混合，基于动力学调控纳米聚集体的形核与生长过程，是一种低成本、可连续运转、易规模化的纳米材料制备方法。华东理工大学朱为宏教授课题组前期创新采用FNP方法成功地实现了对喹啉腈等聚集诱导发光类染料的聚集态可控制备，获得多种形态的、高性能功能纳米荧光染料（Ind. Eng. Chem. Res. 2015, 54, 4683-4688 ; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10, 25186; ACS Appl. Bio. Mater., 2019, 2, 943），成功解决了生物成像应用中纳米荧光染料尺寸难以调控、重复性差、难以放大等难题。
近日，该团队首次引入FNP制备有机纳米光催化剂，通过分子工程发展亲水性可溶共轭聚合物，利用FNP方法获得了分散均匀、性状稳定的有机纳米光催化剂水溶液。该策略制备的有机纳米光催化剂的光催化活性显著提高了70倍，在全光谱光照射下达到37.2 mmol h-1 g-1的峰值析氢速率，是目前聚合物光催化剂的最佳结果之一。
该策略具有非常高的制备重现性，可以进行连续、规模化地生产，为有机光催化剂从实验室小量研究走向实际应用的宏量制备提供了一个有效的方案。研究成果以“Engineering Nanoparticulate Organic Photocatalysts via a Scalable Flash Nanoprecipitation Process for Efficient Hydrogen Production”为题发表于Angew. Chem. Int. Ed. (DOI: 10.1002/anie.202104233)
上述研究工作由华东理工大学博士研究生虞苗杰、博士后张维伟在朱为宏教授和吴永真教授的指导下完成，研究工作得到了材料生物学与动态化学教育部前沿科学中心、国家自然科学基金基础科学中心项目、上海市科技重大项目及“111”引智计划等资金支持。
原文链接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202104233
来源：华东理工大学
