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恭喜《德国应用化学》发表孔惠慧教授最新研究成果

日期:2019-09-25 08:47

  近日,本课题组孔惠慧教授与Harald Fuchs教授在国际化学类顶级期刊《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)上发表了一篇题为“Long-Range Chirality Recognition of a Polar Molecule on Au(111)”的高水平论文(https://doi.org/10.1002/anie.201909593),首次实现了惰性Au(111)表面上分子间的长程手性识别。该论文的通讯作者为孔惠慧教授和Harald Fuchs教授。

  “手性(Chirality)”是自然界的一种普遍现象,大至宇宙星云,小至蜗牛壳、牵牛花等都具有特定的手性。而在微观的分子层面,也存在类似的手性现象。比如,所有构成生命体的氨基酸均是左旋的,而糖类分子则是右旋的。手性也与我们的日常生活息息相关。典型的一个例子:一种叫“反应停”的药物是手性的,其中,右旋分子有镇静功效,而左旋分子却能导致胎儿畸形,当人们将这两种不同手性的分子混合入药时,虽然可以治疗妊娠呕吐,但同时导致了大批畸形婴儿。手性研究对探究生命的起源以及实现手性药物的分离等具有重要的科学意义。比如:如何实现分子间的手性识别从而在超分子和材料层次上获得单一镜像异构体?因此,开展手性识别的机制机理研究并实现单一手性结构和物质的精准构筑具有重要意义。之前大部分研究中,手性识别均通过分子间的短程作用力实现,该短程手性传递会受到缺陷位点的影响,从而影响远程手性传递以及手性物质的构筑。孔惠慧教授团队通过扫描隧道显微镜(STM)结合密度泛函理论(DFT)计算研究了具有偶极的手性分子BNOL在Au(111)表面的手性识别及手性传递。研究发现,BNOL分子首先通过可以短程手性识别(<0.4 nm),表面实现了分离的手性超分子链的制备;更有趣的是,该手性超分子链可以进一步通过长程手性识别(>1 nm)实现手性传递,迫使其相邻的超分子链采取同样的手性吸附方式。通过密度泛函理论计算,进一步明确了该长程手性识别的关键在于分子偶极在超分子链边缘的聚集,其迫使临近的超分子链采取相同的手性吸附从而中和其相邻的分子偶极。该工作为手性识别及手性传递提供了新途径,并为更复杂的体系中多层次手性结构的精准构筑提供了新思路。

  该工作得到了中国国家自然科学基金和江苏省自然科学基金的支持。

  供稿:孔惠慧,刘新邦