利用机械互穿分子中基于二硫键的动态平衡实现差异性卤素响应性及纳米三角形轮挡[2]轮烷的生成

《Organic Chemistry Frontiers》：Exploiting the dynamic disulfide-based equilibrium of rotaxanes for differential halide responsiveness and generation of nanotriangle-stoppered [2]rotaxaneAvailable to Purchase

　　

我们已经证明，一种硫醇封端的芘取代轴体，当被大环如二苯并-24-冠-8-醚（DB24C8）套接时，通过二聚化实现了轮烷化，即经由自发的二硫键形成。由此，在乙腈介质中形成了一种折叠聚体型[2]和[3]轮烷结构的平衡混合物。这种平衡混合物表现出了在溶液中区分氟离子和氯离子的独特能力，如差分光响应性所示。氟离子作为强碱，导致轴体上铵中心的脱质子化，同时基本保持轮烷结构完整。氯离子与铵基团形成强离子对，导致折叠聚体型轮烷结构因分子内氯-氯排斥作用而坍塌，随后动态二硫键平衡逆转为单体硫醇形式。将金纳米三角形引入该由轴体和DB24C8组成的超分子体系中改变了这一情景，因为金对硫醇基团具有强亲和力，导致配体以纳米三角形封顶的[2]轮烷形式附着在纳米三角形表面上。该体系通过比色法和荧光法选择性检测氟离子，优于其他卤素离子，对共价和离子态氟物种的检测限为纳摩尔级别（LOD约为100 nM）。

视觉摘要

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通过动态二硫键形成实现的轮烷化导致氟离子和氯离子产生不同响应。强氯-氯离子对排斥作用断裂二硫键。Au NT封顶的[2]轮烷表现出双模式氟离子检测。

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通过动态二硫键形成实现的轮烷化导致氟离子和氯离子产生不同响应。强氯-氯离子对排斥作用断裂二硫键。Au NT封顶的[2]轮烷表现出双模式氟离子检测。

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? 2026 作者所有。由英国皇家化学学会代表合作伙伴组织出版

2026

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