12月18日 張紹東:非對稱分子籠的自組裝與互鎖(化學優秀學者系列學術報告)


報告人簡介:

  張紹東,特別研究員,2017年7月加盟上海交通大學化學與化工學院。張博士于2006年畢業于鄭州大學,同年9月赴法留學;2009年9月到2012年底于法國巴黎六大攻讀高分子化學與物理博士學位,師從國際純化學與應用化學(IUPAC)委員Alain Fradet教授;2013年2月加入美國賓夕法尼亞大學Virgil Percec 教授課題組,開展了為期兩年的博士后研究;2015年5月加入英國帝國理工學院 Molly Stevens 教授團隊,任瑪麗居里學者研究員。張紹東博士至今在包括Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., ACS Cent. Sci., ACS Nano, Chem. Sci.等國際一流學術期刊上發表論文近20篇,同時獲得了包括瑪麗居里學者獎、中國國家優秀自費留學生獎以及法國高等教育與研究部獎學金等獎項。


報告摘要:

  不同于金屬有機框架(MOF)和共價有機框架(COF)等交聯型合成多孔材料,有機分子籠作為離散的、具有內部空腔的分子,不僅具有與MOF和COF類似的微孔結構,而且可以通過溶劑或者熔融的方式,實現此類材料的靈活加工。更為重要的是,我們可將有機分子籠作為構筑單元,利用其與客體分子的非共價相互作用,構筑具有客體響應性的超分子結構,從而探索新的功能。

  在本課題中,作者試圖通過非手性基元之間的共價反應構筑具有不對稱結構的手性分子籠。這類分子籠在空間的排列方式具有客體響應性。例如,當正戊烷/氯仿與分子籠形成主客體相互作用時,后者傾向于通過自組裝在三維空間形成三方晶系(R空間群);當客體分子換做乙酸乙酯時,分子籠在三維空間上緊密堆積,形成三斜晶系(P空間群);當客體分子僅有氯仿時,分子籠在三維空間上形成三方晶系(P31C空間群)。這種響應性為我們調節分子籠間的通道,從而調節這類多孔材料的傳質與分離功能提供了可能。

  同時,我們可以通過在分子籠中引入選擇性的客體分子,通過客體分子的“自模版”效應,可控的制備具有高度復雜結構的分子籠互鎖結構;并利用此類互鎖結構的內部空腔與籠外空間物理環境的差異,對內部空腔與籠外空間的同種官能團的選擇性修飾,從而高效地實現不對稱分子籠的互鎖。







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