Metaalgestuurde assemblages zijn een veelgebruikte benadering geworden bij het ontwerpen van geavanceerde en multifunctionele kunstmatige complexen. Talloze discrete metaal-organische architecturen zijn geconstrueerd, en hun eigenschappen en functies zijn voornamelijk afgeleid van de primaire en secundaire structuren van de bouwstenen.

Op grond van het analoge coördinatiegedrag vergelijkbaar met dat van overgangsmetalen, anion-template synthese en anion-gerichte assemblage zijn gebruikt bij het ontwerp van unieke supramoleculaire architecturen. In aanwezigheid van sterke anion-coördinerende groepen, anion-gerichte assemblage zal worden gebruikt om de hiërarchische aggregatie van metallasupramoleculaire complexen te programmeren naar hogere geordende architecturen.

In een studie gepubliceerd in de Tijdschrift van de American Chemical Society , een onderzoeksgroep onder leiding van prof. Sun Qingfu van het Fujian Institute of Research on the Structure of Matter van de Chinese Academie van Wetenschappen rapporteerde het eerste voorbeeld van een anion-gedreven aggregatie van een lanthanide triple helicaat samenstel in de richting van een lanthanide met een diameter van 4 nm. organische hexameer.

Intrigerende chirale sorteeraggregatie tussen de P-ΔΔ en M-ΛΛ stereo-isomeren van helicaten leidt tot de vorming van een paar (P-ΔΔ)6- en (M-ΛΛ)6-enantiomeren voor hexameren. Verhoogde waterstabiliteit en aggregatie-geïnduceerde emissieverbetering zijn bevestigd in het verenigde hexameer.

Hoewel helicaat niet-poreus is, opkomende gast-inkapselingsfunctie is gerealiseerd in de centrale chirale zak van hexameer gedefinieerd door zes ligandpanelen van elk helicaat, die niet alleen kleine moleculen kan opnemen, maar vertonen ook enantioselectiviteit voor chirale terpeengeneesmiddelen.

In theorie, de hexamerisatie van twee soorten helicaten kan statistisch 24 soorten stereo-isomeren opleveren. Echter, de onderzoekers observeerden alleen homochirale enantiomeren van (P-ΔΔ)6 en (M-ΛΛ)6 in vaste toestand. De high-fidelity chirale zelfsorterende aggregatie in oplossing werd ook geverifieerd door middel van nucleaire magnetische resonantie (NMR) differentiatie-experiment Δ-TRISPHAT.

Met de aggregatie van helicaat tot hexameer, de emissie-intensiteit vertoonde een verbetering van 2,5 keer, samen met de fotoluminescente kwantumopbrengsten stegen van aanvankelijk 22,8% naar 46,2%.

In de tussentijd, structurele integriteit van supramoleculaire architecturen van lanthanide is van cruciaal belang voor hun biologische toepassingen. Toen het watergehalte toenam tot 17%, een grote hoeveelheid witte neerslag trad op in het geval van helicaat, samen met het verdwijnen van de signalen die voortkwamen uit het helicaat op ¹ H NMR. Onder 365 nm ultraviolette (UV) lamp, de oplossing was getuige van het verdwijnen van de karakteristieke rode Eu ^III luminescentie en de blauwe emissie van vrij ligand, wat de dissociatie van de helix aangeeft.

In tegenstelling tot, voor hexameer, de signalen bleven op NMR, zelfs met een watergehalte van meer dan 50%, waar de oplossing nog steeds sterk rood licht vertoonde onder UV-straling.

Naast waterstabiliteit en Aggregation-Induced Emission Enhancement (AIEE)-eigenschap, hexamere capsule vertoonde ook opkomende gastopnamefuncties. Vanwege de racemische aard van de capsule, de onderzoekers hebben diastereomere selectiviteit opgemerkt toen ze enantiozuivere terpenoïden als gasten gebruikten.

Deze studie biedt niet alleen een haalbare strategie voor het construeren van meer geavanceerde en multifunctionele lanthanide-organische materialen, maar werpt ook licht op de zelfassemblageprocessen in de natuur.