​苏州大学张正彪教授、张伟教授Angew：通过迭代指数增长策略揭示偶氮苯寡聚物的动态螺旋反转和手性转移

手性超分子螺旋结构普遍存在于自然界，如DNA双螺旋、盘绕螺旋蛋白质和手性多糖等。这些生物大分子具有精确的链长、单体序列和手性空间结构，这些精确的化学结构在其生物功能中发挥着关键作用。目前在手性聚合物领域，手性超分子组装体的构建和调控已被广泛报道，包括手性诱导、不对称转移、放大和控制等。聚合物超分子组装体中手性结构的构建与调控涉及到聚合物链内或链间大量组装基元的相互作用，这与聚合物的分子量、分子量分布等结构直接相关。然而，聚合物的超分子手性自组装研究仍局限于传统合成路线制备的多分散聚合物，因此通常会导致对结构-性能关系的统计学意义上的评估，很难获得结构与手性关系的精确见解，且目前尚不清楚聚合物的精准结构在其组装体的手性特征中发挥的作用。

苏州大学张正彪教授和张伟教授课题组基于迭代指数增长策略，报道了一种单一分子量偶氮苯齐聚物的超分子手性组装体的螺旋反转与调控（图1）。不同分子量的齐聚物在热力学性质、组装体手性光学活性和形貌等方面表现出不同的特征，也有别于相应的多分散齐聚物，揭示了聚合物的分子量和分散性对组装体的手性表达，螺旋形貌和内部堆积结构的影响。

图1. 单一分子量偶氮苯齐聚物组装体的螺旋反转与调控

研究人员系统地研究了不同分子量的偶氮苯齐聚物的热力学性质和液晶性能，并发现其自组装行为、手性表达与聚合物的精确链长密切相关（图2）。在这些单一分子量齐聚物的自组装中实现了多重螺旋反转和多种形态调控，聚合物的结构-性能关系（包括偶氮苯重复单元的最小数量、螺旋角、螺距和层间距等）以及与手性传递相关的系统参数（如手性堆积模式、不对称放大行为和传递途径等）都得到了精确的确定，而这在多分散手性偶氮聚合物中是无法实现的。

图2. 单一分子量偶氮苯齐聚物的溶液自组装及其手性表达

该研究是证明单一分子量聚合物的迭代链长诱导手性纳米结构的不对称反转和形态转变的极少数实例之一，它通过合理设计和精密合成聚合物结构为可控螺旋反转提供了一条可行的捷径。相关成果以“Unraveling Dynamic Helicity Inversion and Chirality Transfer by the Synthesis of Discrete Azobenzene Oligomers by an Iterative Exponential Growth Strategy”为题发表于Angewandte Chemie. 2023, doi: 10.1002/anie.202315686上。文章的第一作者为苏州大学硕士生王啸，通讯作者为苏州大学张正彪教授、张伟教授和程笑笑博士。

转自：“高分子科学前沿”微信公众号

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