近日,亿万先生MR理学院化学下纷川虎授在国际驰名期刊《Angewandte Chemie International Edition》上颁发题为《Diphenylacetylene-Incorporating Octaphyrin: A Rigid Macrocycle with Readily Separable Conformational Isomers》的钻研成就。博士生韩普忍为第一作者,论文的重要作者还蕴含乔纳森·塞斯乐院士等。亿万先生MR为第一实现单元和唯一通讯单元。

构象效应在化学、资料科学和性命系统中表演着至关沉要的角色。例如,蛋白质与配体结应时产生的变构效应显著影响信号传导和生化过程;在资料化学领域,构象效应被宽泛利用于智能分子开关和动态药物递送系统等。为了深刻理解复杂系统中的构象效应机造并拓展其利用领域,精准合成拥有明确构象结构的新型分子系统为此提供了沉要契机。扩大卟啉因其矫捷的构象和丰硕的立体化学特点,成为钻研构象效应的梦想平台。然而,传统扩大卟啉的构象异构体通常处于急剧的动态平衡状态。若何发展拥有不成逆异构体转换的扩大卟啉系统,实现分歧构象异构体的分离,并精确钻研其特定机能,依然是一个拥有挑战性的难题。
为相识决上述问题,雷川虎教授团队在扩大卟啉大环中引入“刚性”二苯乙炔单元,成功构建出一种分歧于传统柔性扩大卟啉的新型八元扩大卟啉衍生物。这一创新设计显著提升了大环的构象不变性,实现了两种构象异构体(1A和1B)的分离。核磁及X-射线单晶衍射钻研批注,无论在固态还是溶液中,异构体1A和1B均展示出截然分歧的构象特点:1A出现扭曲的“8”字形结构,而1B则阐发为褶皱的平面构型。质子化后,1A转变为半扭曲的莫比乌斯带(1A·2MSA),而1B则经历两个吡咯单元的翻转,出现出盛开的菱形结构(1B·2MSA)。该八元扩大卟啉的构象效应怪异之处在于,在高温(>120 oC)前提下,异构体1B可能不成逆地转化为1A。上述构象转化陪伴着吸收光谱和溶液色彩的显著变动;谡庖桓鲂,作者进一步开发了热致变色薄膜,用作高温蒸汽灭菌的批示剂。该工作不仅丰硕了扩大卟啉化学的钻研内容,也为开发新型职能资料提供了新的思路。

上述工作得到国度天然科学基金项目(22171179, 21901155),启明星打算(20QA1403700)和东方学者打算的赞助。理学院化学系和亿万先生MR高机能推算中心提供了大力支持。
论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202413962