JACS: 二苯并环辛基-1,5-二烯中船式/椅式构象变化调控

纳米技术

2020-09-06

加州大学美熹德分校Jennifer Q. Lu等报道了通过引入两个刚性苯环，八元环结构环烷烃分子得以稳定。二苯并环辛基-1,5-二烯（DBCOD）的构象在刚性-柔性-刚性之间变化的过程中，从船式向椅式的构象改变过程中需要42 kJ/mol能量，该数值显著低于现有的分子内形变结构单元。作者通过理论计算验证了分子内的氢键作用能够稳定船式结构构象，同时酯取代的具有较强电子排斥作用的分子中椅式结构更稳定。

本文要点：

（1）

1,10-二胺取代的分子通过分子内氢键得以稳定船式结构，同时在-60~60 ℃间，船式、椅式构象结构能够进行调控变化，通过双酰胺修饰后，增强了分子内的相互作用，导致构象改变的能垒由42 kJ/mol提高为68 kJ/mol，该数值处于高活性酶催化反应能垒的区间内。由于通常人们认为分子形貌的变化需要更高的能量，本研究展示了通过分子内结构调控用于实现在较低能量中进行分子结构调控的方法。结合循环稳定性、并免于由于高能量输出系统中可能对分子结构的破坏，该体系实现了低能量驱动分子形貌调控，本文工作为构建低能量驱动的刺激-响应系统提供了经验。

（2）

本文的工作为开发红外、磁性产热的低能量刺激响应系统提供经验，并且在广泛的固相、液相中能够反应，并且低能量刺激就能够完全穿过材料。

参考文献

Wenxin Fu, Todd M. Alam, Jiachen Li, Jacqueline Bustamante, Thanh Lien, Ralph W. Adams, Simon J. Teat, Benjamin J. Stokes, Weitao Yang, Yi Liu, and Jennifer Q. Lu*

Arene Substitution Design for Controlled Conformational Changes of Dibenzocycloocta-1,5-dienes, J. Am. Chem. Soc. 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c06579

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c06579