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Science:通过金属有机框架确定手性分子结构
更新日期:2016-09-09  

  对于材料3D结构的深入了解,在材料化学等领域显得至关重要。通常通过单晶X射线衍射分析的方法确定材料的具体结构,但这种方法要求所检测的材料不仅是纯相,还要有完整晶体结构。这就不好检测难以结晶和存在于大的溶剂分子中的小溶剂分子的结构。尽管很多分子和分子复合物的结构已经被表征出来,但由于焓和熵的因素引入,使得某些材料的晶体取向无序,难以测定其结构。基于分子主框架的几种方法在一定程度上帮助解决了这一问题,但那些方法只是基于分子之间的弱作用力,不能从根本上解决这一问题。 

MOF-520的结构,图来源:newscenter.lbl.gov

  近日,加州大学伯克利分校、劳伦斯伯克利国家实验室Omar M. Yaghi领导的研究团队将一些复杂的分子与手性MOF-520配位的方式降低分子自由度,提高分子的结晶度,使用单晶X衍射(SXRD)技术成功地检测出了这16种分子的结构。16种分子代表了4种常见官能团(伯醇、苯酚、邻二醇与羧酸),复杂度从甲醇至植物激素(赤霉素,包含8个立体异构体),它们全部都发生结晶并被检测出精确的结构。Yaghi等人区分了赤霉素中的单键与双键,并对映选择地结晶了外消旋的茉莉酸;此前它的绝对构型仅从衍生物中被推断出来过。相关研究成果发表在近日的《科学》杂志上(Coordinative alignment of molecules in chiral metal-organic frameworks, Science, 2016, DOI:10.1126/science.aaf9135)。Science同期Perspective链接:Now you see me tooScience, 2016, DOI: 10.1126/science.aah5367)。 

  图来源:劳伦斯伯克利国家实验室 

        作者表示,这种方法可以应用于测定含有少量的对映体和含手性分子的样品的结构,为检测难以结晶的复杂分子的结构开辟了道路。

        (摘编自 材料牛、新材料在线)