外模板法助力 M12L24纳米球多组分自组装:简化路径,突破难题

【字体: 时间:2025年05月13日 来源:Nature Chemistry 19.2

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  多组分自组装选择性合成面临挑战,因动力学中间体易陷获,难以得到目标产物。研究人员利用外模板(exo - templating)促进立方八面体 Pd12L24纳米球形成,降低路径复杂性,这为合成大型多组分超分子结构提供新策略。

  非共价和共价化学可借助模板等合成工具进行调控。然而,由于存在众多具有陷阱态能力的动力学中间体,选择性多组分自组装仍颇具挑战,阻碍了目标产物的获取。如今研究发现,通过假轮烷(pseudorotaxane)形成的外模板(exo - templating)法能够降低 M12L24纳米球多组分自组装的路径复杂性。
选择性地通过众多构建模块自组装形成多组分结构,这在生物系统中普遍存在,但在合成领域却难以模仿。更多的组分为具有陷阱态能力的动力学中间体带来了更多可能性,阻碍了目标产物的生成。在共价化学中,模板、试剂和催化剂被用于为目标产物的形成开辟替代途径。类似地,研究人员利用外模板(exo - templating)来塑造大型多组分超分子结构的形成。具体而言,一个带电环会停靠在外部功能化构建模块内的 1,5 - 二氧萘位点上,通过外骨骼模板作用促进立方八面体 Pd12L24纳米球的形成。有外模板环存在时,纳米球通过小的 Pdx–Ly低聚物形成;而在没有该环时,会迅速形成 Pdx–Ly聚合物静止状态,从这种状态下纳米球的形成则较为缓慢。研究展示了一种通过中间体去稳定化实现的动力学模板形式,其性质类似于催化过程中观察到的现象。重要的是,与通常使用的内模板(endo - templates)不同,外模板(exo - templating)特别适合用于更大、更复杂的自组装结构。

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