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)重復單元和單手螺旋幾何結構的螺旋梯狀聚合物，正如他們在美國化學(xué)學(xué)會(huì )雜志上報道的那樣。

由共用兩個(gè)或多個(gè)原子的相鄰環(huán)構成的梯狀聚合物分子很難合成，因為它們需要高度選擇性的定量反應，以避免在聚合物鏈中形成分支結構或中斷環(huán)序列。此外，現有的梯狀聚合物合成策略在選擇性和定量方面都存在嚴重的局限性。另一種重要的分子類(lèi)型是具有螺旋結構的分子（如DNA和蛋白質(zhì)），在分子識別和催化中起著(zhù)重要作用。因此，制備既具有階梯結構又具有螺旋結構的分子可以開(kāi)辟聚合物材料的新應用。

Tomoyuki Ikai、Timothy M.Swager和來(lái)自國際合作的同事們從一種芳香烴三聯(lián)苯開(kāi)始，這是一種手性分子，但可以通過(guò)不對稱(chēng)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(lèi)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(lèi)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。系統中的空間排斥導致了單手扭梯單元的形成。反應是定量的和區域選擇性的（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構的光學(xué)活性梯狀聚合物成為可能。未檢測到副產(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)在內的多種技術(shù)來(lái)表征反應產(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構，確定了右手螺旋梯的幾何結構。研究人員還測量了分子的光學(xué)活性。

新的合成路線(xiàn)將為納米螺旋梯結構和光學(xué)活性手性材料的合成開(kāi)辟新的途徑。”我們認為，這些梯狀聚合物可以歸入一類(lèi)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(lèi)有前途的先進(jìn)材料，作為分子/離子傳輸、有機電子、特定反應場(chǎng)和功能宿主的納米通道。ORS在紙上。

手性

手性系統是一個(gè)不能疊加在其鏡像上的不對稱(chēng)系統（這個(gè)詞來(lái)源于希臘語(yǔ)中的hands，因為hands是手性系統的一個(gè)很好的例子）。藥物化合物中使用的大多數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構，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反應，其中一個(gè)附著(zhù)在芳香族系統上的原子被一個(gè)電子受體（親電體）的原子取代。它是一類(lèi)重要的反應，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。

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

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