苯丙氨酸衍生物超分子凝胶中取代基依赖的圆偏振发光调控研究

为解决圆偏振发光(CPL)材料信号调控难题，山东师范大学团队通过设计苯丙氨酸酯取代的苯-1,3,5-三甲酰胺(BTAs)超分子凝胶，实现了CPL信号手性的精准控制。研究发现乙基与苄基取代基可反转CPL信号方向，并获得高不对称因子(glum )，为CPL材料在光学器件和生物探针中的应用提供了新策略。

　　

在光学信息加密和生物传感领域，圆偏振发光(CPL)材料因其独特的左右旋光差异特性备受关注。然而，如何通过分子设计精准调控CPL信号的手性方向，仍是当前材料科学的重大挑战。传统CPL材料往往存在不对称因子(g_lum
)低、调控手段有限等问题，这严重制约了其在3D显示和活体成像中的应用。更棘手的是，分子结构与CPL性能间的构效关系尚未明晰，犹如一把锁缺少了关键钥匙。

山东师范大学的研究团队独辟蹊径，将目光投向了具有生物相容性的苯丙氨酸衍生物。他们设计合成了一系列苯-1,3,5-三甲酰胺(BTAs)超分子凝胶因子，通过系统研究取代基效应，成功破解了CPL手性调控的密码。这项突破性成果发表在《Surfaces and Interfaces》上，为智能光学材料的开发打开了新思路。

研究采用核磁共振(NMR)表征分子结构，通过溶剂筛选实验确定凝胶形成条件，结合傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)解析分子间作用力。圆二色性(CD)光谱和CPL光谱分别用于检测超分子手性和发光不对称性，扫描电子显微镜(SEM)则直观展示纳米纤维形貌。

Chiral Self-Assembly in Various Solvents
研究发现L/D-苯丙氨酸乙酯(BTAFE)和苄酯(BTAFB)衍生物能在甲苯中形成稳定凝胶。其中乙酯衍生物形成左手螺旋纤维，而苄酯衍生物自组装为右手螺旋结构，这种构象差异为后续CPL信号反转埋下伏笔。

Conclusions
关键结论表明：BTAs凝胶通过氢键和π-π堆积驱动自组装，形成具有超分子手性的纳米纤维。乙基与苄基取代可分别诱导相反CPL信号，最高g_lum
值达±1.2×10^-2
，比常规有机CPL材料提升近10倍。这种"分子开关"效应源于取代基对堆积角度的调控，苄基的空间位阻导致苯环扭转角增大，最终反转发光手性。

该研究不仅建立了取代基-CPL性能的定量关系，更开创了用氨基酸衍生物构建智能光学材料的新范式。其生物友好特性使得这类材料在活体成像和靶向给药领域展现出独特优势，为手性光子学与生物医学的交叉融合提供了理想载体。值得一提的是，这种通过简单修饰氨基酸侧链来调控宏观光学性能的策略，犹如给分子装配了"方向盘"，为后续开发刺激响应型CPL材料指明了方向。