晶态手性超分子配合物中手性的诱导与传递的研究

基本信息
批准号:21271026
项目类别:面上项目
资助金额:85.00
负责人:李晖
学科分类:
依托单位:北京理工大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:吕桂琴,邵清龙,白杨,刘贵磊,汤贝贝,郑春英,郝亮,周培,盛传芳
关键词:
手性超分子自组装手性分子磁体多功能材料超分子配合物手性诱导与传递
结项摘要

This research project is the exploration of the chirality inducement, delivery and succeeding amplification from molecules or structural motifs to three-dimensional crystal lattice, which is a key question to synthesize the chiral materials with novel physicochemical properties, for example, the chiral molecule-based magnet. Based on molecular energine, crystal energine and supramolecular energine, the research idea to solve the problem in this project is to rational design the chiral functional building blocks with molecular identification and stereo-hindrance functional group in initial step. Then, these chiral structural motifs will be self-assemblied in non-centeral symmetrical mode, that is a chiral supramolecular self-assembly. The factors to control the chiral supramolecular self-assembly are the identification and competition between different noncovalent bonding interactions, template effects of guest molecules such as cations and anions, the polarity and protonation of solvents and reaction conditions such as pH value. To study and understand the chirality transfer, structural tuning and synergetic effects of these factors in chiral supramolecular self-assembly to achieve chiral crystgalline materials with interesting magnetic properties are an important resarch aim of this project. There are two strategies to design chiral structural motifs. One is chiral coordination compounds that has chirality centered in ligand or centered in magnetic metal ions (triclelated octahedron coordiantion geometry). The other is achiral molecules with groups for selective noncovalent bonding interactions. The chirality inducement will be generated in situ in the process of self-assembly. The different guest molecules such as template and chiral auxiliary agents will be introduced to control the self-assembly to obtain the enantiomeric supramolecular coordination compounds. In order to propose and confirm the mechanism of chiral supramolecular self-assembly, the conformation change of structural motif in the solution will be detected dynamically and kinetically, combining with the crystal structures of the enantiomeric product that will be studied through the x-ray single crystal diffraction analysis. For the physicochemical properties of the enantiomeric supramolecular coordination compounds, the magnetic superexchange interaction at low temperature will be focus on. It is challenge to realize chiral molecule-based magnets because of the challenge in the introduction of magnetic order and natural optical activity spontaneously in crystal lattice. The research achievements will contribute to the chiral materials, coordination chemistry, supramoecular chemistry and crystal engineering.

本项目从分子对称性和晶体对称性的角度,以手性分子磁体为功能导向,设计合成具有各种分子识别作用和空间位阻效应的手性功能基元。运用分子工程、晶体工程和超分子工程将这些手性功能基元组装成为晶态手性超分子配合物。探索手性超分子自组装的可控组装条件、途径和规律。研究非共价相互作用、客体分子以及反应条件在手性超分子自组装过程中的结构导向、调控和协同作用,实现手性的诱导、传递和放大。研究结构基元的手性与物质的宏观手性之间的关系。结合自组装体系溶液中结构基元的构象转化的研究和晶态手性超分子组装物的晶体结构的分析,提出手性超分子自组装的机理。探索晶格中的宏观手性与磁有序之间的关系,将光学活性和磁有序性自发地、协同地融合在手性超分子配合物中,为手性分子磁体的应用奠定基础。

项目摘要

手性问题是化学、生命科学和材料科学领域中一个非常基础而又受到广泛关注的科学问题。项目以核苷酸为手性配体,运用分子工程、晶体工程和超分子自组装研究了核苷酸晶态手性超分子配合物。探索了手性超分子自组装的可控组装条件、途径和规律。研究了非共价相互作用、辅助配体、客体分子以及反应条件在手性超分子自组装过程中的结构导向、调控和协同作用,实现了手性的诱导、传递和放大。研究了结构基元的微观手性与物质的宏观手性之间的关系。结合自组装体系溶液中结构基元的构象转化的研究和晶态手性超分子组装物的晶体结构的分析,提出了手性超分子自组装的机理。通过本项目的研究,总共设计并合成了近百种新型的核苷酸配合物以及配位聚合物,特别是对其中的50多种运用X-射线单晶衍射技术研究了它们的单晶结构,这是目前认识与研究手性超分子组装模式及其手性问题的最有效手段之一。在其他研究手段,如红外光谱(IR)、紫外可见光谱(UV-vis)、元素分析、热重(TGA)、X-射线粉末衍射、溶液与固态圆二色谱(CD)等的辅助下,对这些配合物进行了全面的结构表征和手性分析。由于核苷酸及其相关化合物的结晶是结晶化学与晶体学中的一个难题,因此,本项目中所取得的研究成果对核苷酸晶体学是一重要贡献。本项目的创新点之一就在于运用这些难得的单晶结构数据与溶液和固态圆二色谱(CD)相结合的方法研究超分子手性;认识在这些晶态核苷酸手性超分子配合物中的分子手性、手性诱导、手性传递与手性放大。本项目的另一创新点是首次认识到一种新型的一维配位聚合物的手性构象,定义其为拓展轴手性,这是创新性地将有机化学中的轴手性概念发展到配位化学中。针对这些配合物的功能性质(如荧光性质等)进行了初步的探索,为进一步拓展核苷酸配位超分子组装体的应用奠定了基础。本项目的成果对核苷酸的配位化学与超分子化学以及功能超分子手性组装体的研究都有重要的理论意义。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

DOI:10.13885/j.issn.0455-2059.2020.06.004
发表时间:2020
2

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
3

农超对接模式中利益分配问题研究

农超对接模式中利益分配问题研究

DOI:10.16517/j.cnki.cn12-1034/f.2015.03.030
发表时间:2015
4

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

DOI:
发表时间:2018
5

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2018.02.019
发表时间:2018

李晖的其他基金

批准号:81771528
批准年份:2017
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:10704004
批准年份:2007
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81172616
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61462012
批准年份:2014
资助金额:45.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41574169
批准年份:2015
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:50968017
批准年份:2009
资助金额:24.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:30770687
批准年份:2007
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:81070883
批准年份:2010
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:30801168
批准年份:2008
资助金额:14.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61071128
批准年份:2010
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:61803364
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61272457
批准年份:2012
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
批准号:20571011
批准年份:2005
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:69702006
批准年份:1997
资助金额:12.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60173056
批准年份:2001
资助金额:17.00
项目类别:面上项目
批准号:51468064
批准年份:2014
资助金额:48.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81571396
批准年份:2015
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11274030
批准年份:2012
资助金额:95.00
项目类别:面上项目
批准号:51505070
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51703071
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20771014
批准年份:2007
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:31500705
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41874203
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:30500465
批准年份:2005
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81472929
批准年份:2014
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:61661018
批准年份:2016
资助金额:36.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:60672089
批准年份:2006
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:60772136
批准年份:2007
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:21471017
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:21071018
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:30771863
批准年份:2007
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:41204118
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61178089
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81071347
批准年份:2010
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:81873805
批准年份:2018
资助金额:95.00
项目类别:面上项目
批准号:21773005
批准年份:2017
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:29877018
批准年份:1998
资助金额:12.00
项目类别:面上项目
批准号:31701223
批准年份:2017
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61675043
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:41401377
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50468004
批准年份:2004
资助金额:24.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61901364
批准年份:2019
资助金额:24.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60078024
批准年份:2000
资助金额:12.00
项目类别:面上项目
批准号:51409118
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81072419
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:60578056
批准年份:2005
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:11374333
批准年份:2013
资助金额:76.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

超分子凝胶体系的动态手性传递、手性识别和催化研究

批准号:21473219
批准年份:2014
负责人:张莉
学科分类:B0204
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
2

利用非手性基元的手性诱导构筑晶态多孔有机骨架分离膜及其手性小分子拆分性能研究

批准号:91956108
批准年份:2019
负责人:贲腾
学科分类:B0104
资助金额:75.00
项目类别:重大研究计划
3

重金属配合物跨细胞膜传递及配合物手性、电荷的影响

批准号:29571007
批准年份:1995
负责人:李荣昌
学科分类:B0702
资助金额:10.00
项目类别:面上项目
4

新型手性卟啉-稀土配合物的合成、超分子自组装及其光学特性研究

批准号:20761001
批准年份:2007
负责人:罗国添
学科分类:B0101
资助金额:8.00
项目类别:地区科学基金项目