[1]邵宇,杨曙光,张文彬.巨型分子异构体的精准合成与可控组装[J].中国材料进展,2019,(05):413-425.[doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2019.05.01]
 SHAO Yu,YANG Shuguang,ZHANG Wenbin.Precision Synthesis and Controlled Assembly of Giant Molecule Isomers[J].MATERIALS CHINA,2019,(05):413-425.[doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2019.05.01]
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巨型分子异构体的精准合成与可控组装()
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中国材料进展[ISSN:1674-3962/CN:61-1473/TG]

卷:
期数:
2019年第05期
页码:
413-425
栏目:
前沿综述
出版日期:
2019-05-31

文章信息/Info

Title:
Precision Synthesis and Controlled Assembly of Giant Molecule Isomers
作者:
邵宇12杨曙光2张文彬1
(1. 北京大学化学与分子工程学院  软物质科学与工程中心 高分子化学与物理教育部重点实验室,北京 100871)
(2. 东华大学先进低维材料中心  材料科学与工程学院  纤维改性国家重点实验室,上海 201620)
Author(s):
SHAO Yu12 YANG Shuguang2 ZHANG Wenbin1
(1. Key Laboratory of Polymer Chemistry & Physics of Ministry of Education, Center for Soft Matter Science and Engineering, College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, Beijing 100871, China)
(2. Center for Advanced LowDimension Materials, State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials, College of Material Science and Engineering, Donghua University, Shanghai 201620, China)

关键词:
巨型分子 分子纳米粒子 区域异构体 POSS 精准合成 自组装
Keywords:
giant molecules molecular nanoparticles regio-isomer POSS precision synthesis self-assembly
DOI:
10.7502/j.issn.1674-3962.2019.05.01
文献标志码:
A
摘要:
相对于有机小分子,合成高分子的性质通常对微小的化学结构差别不敏感,而更依赖于多个重复单元之间集合的物理作用。但是,在生物大分子中,精细的结构差别则往往决定了其折叠与功能。近年来,“巨型分子”的出现填补了这两者间的空白。巨型分子是基于分子纳米粒子的精密结构大分子,主要包括巨型表面活性剂、巨型形状两性体、巨型多面体以及巨型不对称粒子等。由于其可通过点击化学等方法模块化构建,使得研究精密结构区别对大分子组装的影响成为可能。总结了巨型分子异构体精准合成与可控组装的典型案例,着重探讨了区域异构现象对其多层次组装行为的具体影响及其分子机制,揭示了精确的一级结构在大分子组装中的重要性。
Abstract:
Compared with small molecules, the properties of synthetic polymers are not sensitive to the minute difference in their primary chemical structures, but rather depend on the collective interaction among monomers. Nonetheless, biomacromolecules exhibit an extraordinary sensitivity to the fine structural differences. The gap between these two categories has been filled with the emerging “giant molecules” over the past decade. Giant molecules are precise macromolecules based on molecular nanoparticles with rigid 3D framework, including but not limited to giant surfactants, giant shape amphiphiles, giant polyhedra, and giant molecular Janus particles. Their synthesis can be facilitated by click chemistry and other highly efficient chemical transformations with excellent atom economy. It is thus possible to study the influence of minute structural differences on their final assembly and properties. This review summarizes the relevant work on the difference between various isomers of giant molecules, especially regioisomers. The molecular mechanism behind the distinct phase behaviors are thoroughly discussed, which reveals how the atomic precision on primary chemical structure dominates hierarchical assembly and how the difference propagates and gets amplified across different length scales.

备注/Memo

备注/Memo:
基金项目:国家自然科学基金资助项目(21674003,91427304); 青年千人计划项目
第一作者:邵   宇,男,1989年生,博士研究生
通讯作者:张文彬,男,1981年生,教授,博士生导师,Email: wenbin@pku.edu.cn

张文彬:男,1981年生,北京大学化学与分子工程学院及软物质科学与工程中心特聘研究员、博士生导师,中组部“青年千人计划”入选者。2004年获北京大学化学学士学位;2010年获美国阿克伦大学高分子科学博士学位,其后先后在阿克伦大学和加州理工学院从事博士后研究;2013年8月加入北京大学。研究兴趣主要在于通过理性设计结合合成体系和生物高分子的优点,实现对化学结构和物理结构的精确控制,发展先进功能杂化材料,并应用于健康相关的领域。主要研究领域为基于重组蛋白质的生物材料及其在生物医学上的应用。至今为止,已在Science, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., ACS Cent. Sci., Adv.Mater., ACS Nano, Mater.Horiz., Macromolecules等学术期刊上发表SCI论文110篇,其中85篇为第一/通讯作者,总他引2700余次。获授权国内外发明专利3项,参与撰写5本英文书籍、1本中文书籍。研究成果曾被Science,C&EN,Nat. Sci. Rev.,Faculty1000Prime,JACS Spotlight,China Mater.,《中国科学基金》等专题报道。获日本化学会Distinguished Lectureship Award等奖励。

更新日期/Last Update: 2019-04-30