通过 Pseudorotaxane 复合体的穿而产生酸反应的墨水

科学领域:

• 超分子化学
• 材料科学

背景情况:

• 伪素是宿主-客体复合体,其中一个客体分子通过非共价相互作用通过宏环宿主进行线程.
• 这些复合体可以作为分子穿,宿主在客体上的识别点之间动态移动,以应对外部刺激.
• 具有刺激反应的伪素具有可调节的特性,包括颜色和溶解性,使其对先进材料具有价值.

研究的目的:

• 合成一种新型的客分子, 具有不同的识别点,
• 在合成的客体和阴离子宿主之间形成的伪素复合物的刺激反应行为.
• 探索该系统在信息加密应用中的潜力.

主要方法:

• 一个客分子 (Gc) 的合成,其中包含一个1,4-氧烯和一个pH敏感的1,5-氨甲识别位点.
• 形成一个伪多素复合物 (GcCBPQT4+) 与环球体 ((paraquat-p-phenylene) (CBPQT4+) 主体.
• 在客分子的pH诱导质子化/脱质化后监测溶液的颜色变化.
• 在基于材料的应用中将复合物纳入纤维素纳米晶膜.

主要成果:

• 由于宿主转移,GcCBPQT4+复合体呈现出明显的颜色变化,从绿色 (中性客体) 变为浅色 (质子化客体).
• 在多个质子化-减质子化周期中观察到的颜色切换行为是稳定的.
• 可以拆解伪多素复合体,从而恢复客体和宿主组件.
• 含有复杂物质的纤维素纳米晶片显示可逆的绿色到色变化.

结论:

• 一种新型的pH响应型伪毒素分子穿成功合成和特征化.
• 该系统表现出强大且可逆的色彩交换特性,由主机在pH变化的反应中运行.
• 在溶液和固态 (纤维素纳米晶膜) 中展示的颜色变化能力突显了其对信息加密和智能材料开发的潜力.