近年来,人们对π-共轭体系超分子聚合物领域的兴趣激增,由于其内部有序性、诱人的光物理性能以及可逆键性质的刺激响应性,而被认为是新兴的功能性有机材料。鉴于此,来自印度科学培育协会的Anindita Das等人揭示了两个手性偶极萘单酰亚胺(NMI)构建嵌段(O-NMI和S-NMI)超分子共聚中涉及的复杂动力学和热力学途径,这两个嵌段的不同之处仅在于一个杂原子(氧与硫)。
文章要点:
1) 该研究发现,与S-NMI相比,O-NMI在路径复杂性、层次结构和手性财产方面表现出明显的超分子聚合特征,由于NMI发色团和酰胺-酰胺氢(H)键之间的竞争偶极相互作用相互作用,O-NMI中出现了两种不同的自组装路径,分别从其反平行和平行堆叠模式产生了不同的纳米带和螺旋纤维,相比之下,S-NMI仅形成稳定球形组件的倾向归因于其更强的酰胺-酰胺氢键,这优于其他竞争性相互作用;
2) 此外,在热力学路线下,两种单体的等摩尔混合物生成时间控制的手性统计超分子共聚物,该共聚物从最初形成的亚稳态球形异质结构自催化演化而来,相反,两种单体的顺序控制添加导致动力学驱动的异种子嵌段共聚。在亚稳态下捕获O-NMI的能力允许其从热力学稳定的S-NMI球形“种子”的表面二次成核,从而形成核心多臂“星形”共聚物,其生长的O-NMI“臂”从S-NMI“核心”的长度可逆且时间可控。
参考资料:
A. Das, et al. Pathway Complexity in Supramolecular Copolymerization and Blocky Star Copolymers by a Hetero-Seeding Effect. J. Am. Chem. Soc. (2023).
DOI: 10.1021/jacs.2c12894
https://doi.org/10.1021/jacs.2c12894