by Kanazawa University（金澤大學(xué)）

金澤大學(xué)的研究人員合成了具有明確的循環(huán)重復(fù)單元和單手螺旋幾何結(jié)構(gòu)的螺旋梯狀聚合物，正如他們?cè)诿绹?guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志上報(bào)道的那樣。

由共用兩個(gè)或多個(gè)原子的相鄰環(huán)構(gòu)成的梯狀聚合物分子很難合成，因?yàn)樗鼈冃枰�高度選擇性的定量反應(yīng)，以避免在聚合物鏈中形成分支結(jié)構(gòu)或中斷環(huán)序列。此外，現(xiàn)有的梯狀聚合物合成策略在選擇性和定量方面都存在嚴(yán)重的局限性。另一種重要的分子類型是具有螺旋結(jié)構(gòu)的分子（如DNA和蛋白質(zhì)），在分子識(shí)別和催化中起著重要作用。因此，制備既具有階梯結(jié)構(gòu)又具有螺旋結(jié)構(gòu)的分子可以開辟聚合物材料的新應(yīng)用。

Tomoyuki Ikai、Timothy M.Swager和來(lái)自國(guó)際合作的同事們從一種芳香烴三聯(lián)苯開始，這是一種手性分子，但可以通過(guò)不對(duì)稱地在苯環(huán)中引入取代基來(lái)獲得手性衍生物。光學(xué)活性的三萜類化合物作為手性材料具有實(shí)際的用途，例如用于手性分離和圓極化發(fā)光材料。然后，研究人員以手性三萜類為骨架，利用親電芳香族取代有效地形成單手螺旋梯狀聚合物。系統(tǒng)中的空間排斥導(dǎo)致了單手扭梯單元的形成。反應(yīng)是定量的和區(qū)域選擇性的（也就是說(shuō)，有一個(gè)化學(xué)鍵的首選方向），這使得合成具有明確螺旋幾何結(jié)構(gòu)的光學(xué)活性梯狀聚合物成為可能。未檢測(cè)到副產(chǎn)品。

在合成過(guò)程中，采用了包括光譜學(xué)和顯微鏡技術(shù)在內(nèi)的多種技術(shù)來(lái)表征反應(yīng)產(chǎn)物，并利用分子動(dòng)力學(xué)模擬來(lái)了解生成的分子的結(jié)構(gòu)，確定了右手螺旋梯的幾何結(jié)構(gòu)。研究人員還測(cè)量了分子的光學(xué)活性。

新的合成路線將為納米螺旋梯結(jié)構(gòu)和光學(xué)活性手性材料的合成開辟新的途徑。”我們認(rèn)為，這些梯狀聚合物可以歸入一類新的螺旋聚合物，通過(guò)進(jìn)一步修改主鏈和垂飾單元，代表了一類有前途的先進(jìn)材料，作為分子/離子傳輸、有機(jī)電子、特定反應(yīng)場(chǎng)和功能宿主的納米通道。ORS在紙上。

手性

手性系統(tǒng)是一個(gè)不能疊加在其鏡像上的不對(duì)稱系統(tǒng)（這個(gè)詞來(lái)源于希臘語(yǔ)中的hands，因?yàn)閔ands是手性系統(tǒng)的一個(gè)很好的例子）。藥物化合物中使用的大多數(shù)生物分子和分子都是手性的。兩個(gè)手性相反的分子具有相同的組成和結(jié)構(gòu)，但具有鏡像形狀，并且在與其他手性分子相互作用時(shí)具有不同的性質(zhì)。

親電芳香族取代

親電芳香族取代是一種有機(jī)反應(yīng)，其中一個(gè)附著在芳香族系統(tǒng)上的原子被一個(gè)電子受體（親電體）的原子取代。它是一類重要的反應(yīng)，通常涉及苯環(huán)。

空間排斥

空間排斥是由于原子之間的距離太近而產(chǎn)生排斥力，從而使它們的電子云重疊而產(chǎn)生的一種效應(yīng)。

原文鏈接：https://phys.org/news/2019-05-synthesis-helical-ladder-polymers.html

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