近日，化學與化工學院邢鵬遙教授課題組在自組裝手性納米結構和光學活性功能拓展上取得進展，相關成果分別發表在ACS Nano [ACS Nano. 2020, 14, 2522] 和Angew. Chem. Int. Ed. [2020, DOI: 10.1002/anie.202003351.]上。論文的第一作者分別是2019級碩士研究生趙建劍和2018級碩士研究生王卓爾，邢鵬遙教授為獨立通訊作者，山東大學化學與化工學院為唯一通訊單位。
TBIB、BBIB、TA和MA的分子結構，以及具有可調手性的手性自組裝體
偏振光對於增強信息存儲和顯示等複雜視覺效果來說是至關重要的。圓偏振光的吸收和發射會產生圓二色性（CD）和圓偏振發光（CPL）。具有這種手性活性的材料正在3D顯示、手性開關、生物傳感、無創生物醫學診斷和不對稱催化等方面發揮著越來越重要的作用。與直接手性植入軸向手性生色團或等離子體納米顆粒相比，自組裝是手性材料合成的有效途徑。近年來，具有特定吸收性或發光性的無機納米材料，例如金納米棒、量子點、鈣鈦礦納米晶體，經過表面改性後，能夠在手性自組裝模板上形成不對稱取向。目前，大家廣泛採用的是通過具有π-π堆積、電荷轉移、靜電和氫鍵相互作用等結合位點的有機發光體與手性組分單元共同組裝，以易於控制誘導的手性、CD和CPL。關於手性光學材料合成的當前挑戰集中在以下方面：精確控制左旋或右旋、CD波長範圍或CPL發光顏色；高不對稱性g因子，包括gabs和glum；高合成產率和高保真度。為了解決這些問題，作者在文章中敘述了利用水溶性天然羥基酸和苯並咪唑衍生物之間的氫鍵相互作用，通過活化的手性反應對共組裝材料進行高通量合成的方法。選擇具有C3和C2對稱性的三位和二位苯並咪唑（TBIB和BBIB）作為羧基粘合劑，引入已在宏觀手性誘導中使用的D/L-酒石酸（TA）和D/L-扁桃酸（MA）以產生八種（2×4）潛在的共組裝組合（圖.1）。
多組分複雜手性共組裝的構築
相對於多肽序列來說，無論是從分子層次到納米層次，獨立的氨基酸長期被認為是構築功能螺旋結構不利的構築基元。由於氨基酸組裝缺乏足夠的氫鍵位點，氨基酸組裝在手性光學方面應用受到了限制。通過在N端修飾稠環芳基，作者發現封端氨基酸可以組裝成在分子層次上的類α-helix的螺旋結構，其可以進一步在小分子的誘導下形成模塊化的、三組分螺旋手性結構。複合結構的超分子手性徵以及手性光學特徵可以得到精準的調控。
上述工作得到國家自然科學青年基金、江蘇省青年基金、山東大學齊魯學者啟動基金，以及山東大學學科交叉創新團體基金的支持。儀器測試得到山東大學結構成分與物性測量平臺的支持。（來源：山東大學）
論文鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c00352
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202003351
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