手性存在于微觀分子到宏觀結(jié)構(gòu)，關(guān)于手性的誘導(dǎo)、傳遞和放大的研究對自然界的進化和手性功能材料的發(fā)展具有重要影響。超分子手性被廣泛應(yīng)用于不對稱合成，手性光學(xué)材料和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。精確控制組裝體的組裝過程和超分子手性的動態(tài)調(diào)節(jié)有利于多手性功能納米材料的開發(fā)，使得它們特定功能的實現(xiàn)。由于其存在的動態(tài)非共價相互作用，許多因素會對超分子組裝過程產(chǎn)生影響。在眾多刺激中，光刺激由于其可遠程控制，快速切換和容易聚焦等優(yōu)點，為構(gòu)建智能超分子手性系統(tǒng)帶來了理想的可操作性。
圖1 非偏振光和圓偏振光調(diào)節(jié)的超分子手性及其相關(guān)的功能應(yīng)用 近日，上海理工大學(xué)岳兵兵課題組和復(fù)旦大學(xué)朱亮亮課題組根據(jù)光與超分子系統(tǒng)的不同的作用方式，分別討論了非偏振光和圓偏振光調(diào)節(jié)的超分子系統(tǒng)，實現(xiàn)了超分子手性的動態(tài)調(diào)節(jié)。非偏振光調(diào)節(jié)過程主要協(xié)助于各種光化學(xué)組分的引入，例如偶氮苯，螺吡喃，α-氰基苯，過度擁擠的烯烴等光化學(xué)組分。除此之外，還展示了最近探索的一種基于多硫芳烴母核的光激發(fā)誘導(dǎo)組裝的物理策略來調(diào)節(jié)超分子手性。 圖2 基于多硫芳烴M-1的光控制超分子手性調(diào)節(jié)。A.光激發(fā)誘導(dǎo)M-1聚集的光物理過程示意圖以及光誘導(dǎo)組裝體M-1@PS-b-PA的連續(xù)相轉(zhuǎn)變。B.通過調(diào)整M-1與PS-b-PLLA的相對比例和施加光照來調(diào)節(jié)共組裝體PS-b-(M-1@PLLA)的超分子手性和圓偏振發(fā)光。 與非偏振光不同，圓偏振光作為一種手性光源，可以直接誘導(dǎo)有機系統(tǒng)中有機分子的不對稱組裝，無機系統(tǒng)的不對稱光化學(xué)合成和有機-無機雜化體系中超分子手性的誘導(dǎo)。最后，文章還展示了許多相關(guān)的功能應(yīng)用，光刺激誘導(dǎo)的超分子手性的調(diào)節(jié)使得組裝體特定功能的實現(xiàn)，主要包括手性光學(xué)信息展示，軟執(zhí)行器，藥物輸送和手性催化。 盡管這個領(lǐng)域已經(jīng)取得了很多研究成果，目前仍存在一些潛在的挑戰(zhàn)。例如光活性分子單元仍然缺乏，因此需要開發(fā)更多的光活性結(jié)構(gòu)；其次，超分子手性的內(nèi)在機制仍需進一步探索，尤其是圓偏振光的調(diào)控；就未來的應(yīng)用而言，目前的應(yīng)用在很大程度上受到材料制備方法的限制，需要開發(fā)更豐富的應(yīng)用方法。光刺激顯示出方便性和良好的可操作性，可以與許多其他刺激相結(jié)合以構(gòu)建多響應(yīng)組件，從而在智能納米材料中實現(xiàn)更可控的超分子手性。這篇綜述將有助于理解光刺激調(diào)節(jié)的超分子手性，并推動智能手性功能納米材料的進一步發(fā)展。 論文信息 Light-triggered Modulation of Supramolecular Chirality Fan Yang, Dr. Bing-Bing Yue, Prof. Liang-Liang Zhu 文章第一作者為上海理工大學(xué)碩士研究生楊帆 Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202203794
