精確地預測晶體結(jié)構(gòu)在晶體工程中仍然是一項很大的挑戰(zhàn),因為在自組裝過程中細微條件的不同都會導致最終的結(jié)構(gòu)差異使其結(jié)構(gòu)難以預見。即使是固定的組成成分,由于分子間超分子作用力的改變而導致結(jié)構(gòu)和材料性能的差異。超分子異構(gòu)體就是上述情況之一,基于相同的分子組成成分,不同的連接模式和空間堆積模式導致存在多種類型的超分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。2001年,超分子異構(gòu)體首次被Moulton和Zaworotko教授提出,隨后成為配位化學和超分子化學的前沿研究領(lǐng)域之一。在超分子異構(gòu)體中,其內(nèi)在超結(jié)構(gòu)多樣性從設(shè)計的角度來看不再被視為一個問題,而可以作為一個寶貴的機會更好地了解影響晶體成核和生長過程。超分子異構(gòu)體的可控組裝和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化仍然是晶體工程中的一個固有挑戰(zhàn)。
蘇忠民和王新龍教授課題組以多金屬釩酸鹽為研究對象,成功分離出具有三角形構(gòu)型的[V6S]簇,該多酸簇作為分子構(gòu)筑單元,在溶液中定向組裝金屬–有機多面體,并以該多面體為合成單元采用自下而上的方法,成功合成出兩個真正的超分子異構(gòu)體(VMOP-α和VMOP-β)。當分子四面體以角對角的形式在空間堆積時,形成較為空曠的結(jié)構(gòu),堆積后孔徑可以達到5.4納米。能夠吸附生物分子維生素B12等客體分子。當分子四面體以角對面的形式堆積時,形成較為致密的結(jié)構(gòu),其孔道尺寸僅為0.8納米。同時該研究還實現(xiàn)了兩種超分子異構(gòu)體在溫度和溶劑誘導下的可逆結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換,為理解基于大分子構(gòu)造的三維超分子聚集和晶體生長提供了良好的機會?;瘜W學院2017級博士生鞏亞茹和2015級博士生張譽騰為該論文共同第一作者。化學學院王新龍教授為通訊作者。該工作得到國家自然科學基金的支持。
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http://dx.doi.org/10.1002/anie.201811027
http://dx.doi.org/10.1002/ange.201811027
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