Metallriktade sammansättningar har blivit ett allmänt använt tillvägagångssätt för att designa sofistikerade och multifunktionella konstgjorda komplex. Många diskreta metallorganiska arkitekturer har konstruerats, och deras egenskaper och funktioner härrör huvudsakligen från byggstenarnas primära och sekundära strukturer.

På grund av det analoga koordinationsbeteendet som liknar det för övergångsmetaller, anjon-mallad syntes och anjon-riktad sammansättning har använts vid utformningen av unika supramolekylära arkitekturer. I närvaro av starka anjonkoordinerande grupper, anjonstyrd sammansättning kommer att användas för att programmera den hierarkiska aggregeringen av metallasupramolekylära komplex mot högre ordningsarkitekturer.

I en studie publicerad i Journal of the American Chemical Society , en forskargrupp ledd av prof. Sun Qingfu från Fujian Institute of Research on the Structure of Matter vid den kinesiska vetenskapsakademin rapporterade det första exemplet på en anjondriven aggregering av en lantanidtrippelhelikatenhet mot en 4 nm-diameter lantanid- organisk hexamer.

Intrigerande kiral-sorteringsaggregation mellan P-ΔΔ och M-ΛΛ stereoisomerer av helikater ger upphov till bildandet av ett par (P-ΔΔ)6 och (M-ΛΛ)6 enantiomerer för hexamerer. Ökad vattenstabilitet och aggregationsinducerad emissionsförbättring har bekräftats i den förenade hexameren.

Medan helikat är icke-poröst, emergent gästinkapslingsfunktion har realiserats i den centrala kirala fickan av hexamer definierad av sex ligandpaneler från varje helikat, som inte bara kan ta upp små molekyler, men visar också enantioselektivitet mot kirala terpenläkemedel.

I teorin, hexameriseringen från två typer av helikater kan statistiskt ge 24 typer av stereoisomerer. Dock, forskarna observerade endast homokirala enantiomerer av (P-ΔΔ)6 och (M-ΛΛ)6 i fast tillstånd. Den kirala självsorterande aggregeringen med hög tillförlitlighet i lösning verifierades också genom kärnmagnetisk resonans (NMR) differentieringsexperiment Δ-TRISPHAT.

Med aggregering av helikat till hexamer, emissionsintensiteten visade en förbättring på 2,5 gånger, tillsammans med de fotoluminescerande kvantutbytena ökade från initialt 22,8 % till 46,2 %.

Under tiden, strukturell integritet hos supramolekylära lantanidarkitekturer är av nyckelvikt för deras biologiska tillämpningar. När vattenhalten ökade till 17 %, en stor mängd vit fällning inträffade vid helikat tillsammans med försvinnandet av signalerna från helikatet på ¹ H NMR. Under 365 nm ultraviolett (UV) lampa, lösningen bevittnade försvinnandet av den karakteristiska röda Eu ^III luminescens och den blå emissionen från fri ligand, vilket indikerar dissociationen av helikatet.

I kontrast, för hexamer, dess signaler förblev på NMR även med över 50 % vattenhalt, där lösningen fortfarande visade starkt rött ljus under UV-bestrålning.

Förutom vattenstabilitet och Aggregation-Induced Emission Enhancement (AIEE) egenskaper, hexamerisk kapsel visade också framväxande gästupptagningsfunktioner. På grund av kapselns racemiska natur, forskarna har märkt diastereomerisk selektivitet när de använde enantiopura terpenoider som gäster.

Denna studie ger inte bara en genomförbar strategi för att konstruera mer sofistikerade och multifunktionella lantanid-organiska material, men belyser också självmonteringsprocesserna i naturen.