在生物系統中,酶和轉運蛋白可以通過與電荷中性基元形成氫鍵來結合水介質中的陰離子。在合成系統中重現這種功能存在挑戰并導致高成本,特別是當目標是強水合陰離子如硫酸根時。
廈門大學Xin Wu和昆士蘭大學Evelyne Deplazes等報道了一鍋合成的[2.2.2]脲穴狀配體(cage),其在二甲基亞砜和水的混合物中和水中選擇性地結合硫酸根,親和力在微摩爾至毫摩爾范圍內。
本文要點:
(1)
帶有六個尿素基團的中性籠提供了12個強氫鍵來包裹硫酸根陰離子,即使在純水中也顯示出良好的焓。通過使用膠束提供低極性微環境,可以進一步增強硫酸鹽結合。該籠可用于分析水和飲料樣品中的二價陰離子或去除硫酸鹽。
(2)
這項工作證明,通過使用類似于生物學中發現的中性NH氫鍵,可以以最小的合成努力在水中實現牢固和選擇性的陰離子結合。
參考文獻:
Jing, L., Deplazes, E., Clegg, J.K. et al. A charge-neutral organic cage selectively binds strongly hydrated sulfate anions in water. Nat. Chem. (2024).
DOI: 10.1038/s41557-024-01457-5
https://doi.org/10.1038/s41557-024-01457-5