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我国学者在分子手性诱导研究方面取得重要进展
2020年05月28日    作者: 李春举 康强 付雪峰 陈拥军    发布 : 化学科学部

“手性”是指两个物体互为镜像却不能重叠的一种现象,在自然界中,大到宇宙星云,小到微观的分子层面都普遍存在手性现象。然而地球上最初的分子手性是如何产生的?手性起源的问题是物理、化学和生物学家长期关注的重要科学问题。历史上科学家曾经通过对电子自旋的控制或使用圆偏振光等手段来诱导分子手性,然而将一个宏观尺度的不对称操作传递到分子尺度,从而诱导出分子的手性却还未被证实。

最近四川大学杨成团队,南方科技大学王阳刚团队和香港浸会大学黄陟峰团队合作,在跨尺度分子手性诱导研究领域取得重要进展。首次通过分步传递的方式,将宏观旋转诱导的螺旋信息转化为分子手性偏向。研究成果以“吸附于螺旋金属纳米结构的蒽衍生物的光诱导对映异构选择性环二聚反应(Enantioselective Photo-Induced Cyclodimerization of a Prochiral Anthracene Derivative Adsorbed on Helical Metal Nanostructures)”为题,于2020年4月20日在《自然●化学》(Nature Chemistry)上在线发表。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41557-020-0453-0

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图:手性金属纳米螺旋表面诱导不对称光化学反应示意图

他们通过倾斜沉积(GLAD)伴以基板的旋转制备了金属纳米螺旋,该材料的螺旋手性可通过基板的顺时针或逆时针旋转来控制。理论模拟表明这些金属纳米螺旋表面形成了亚稳态“波浪型手性原子点阵”,能够对手性堆积的2-蒽甲酸(AC)分子聚集体进行选择性吸附。实验证明这些AC分子的光二聚反应表现出了明显的手性偏向,且手性偏向与螺旋的手性一致。这项研究实现了通过宏观旋转行为操纵分子手性,为分子手性的有效调控引入了一种新的自上而下的策略。

上述研究得到国家自然科学基金面上项目和“多层次手性物质精准构筑”重大研究计划的资助(项目编号:21871194、91856127)

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