Aggregate | 中科院化学所刘鸣华研究员团队：手性卟啉的组装

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卟啉（如叶绿素和血红素）是重要的天然大环化合物，在生物系统中发挥着重要作用，已用于传感、光伏、光动力疗法(PDT)和诊断领域的各种实际应用。卟啉的组装研究是卟啉化学中的一个重要课题，由于其特殊性质，可以形成不同的组装体。这些性质包括：（一）独特的平面几何结构和卟啉发色团的大π共轭体系，具有较强的π–π堆积；（二）各种金属离子可以被配位到卟啉环的中心，这不仅调节卟啉的物理和化学性质，而且允许金属-配体配位来增强组装；（三）卟啉的不同外围修饰可以带来分子结构和相互作用的多样性。可见光区域中卟啉特有的Soret带有助于卟啉组装体(CPA)的监测。通常，有两种主要类型的卟啉聚集体：H-聚集，其中卟啉单体“面对面”堆叠；J-聚集，其中单体“首尾相连”堆叠。另一方面，手性是自然界的基本特性。手性分子参与许多对生命至关重要的生物过程。在光合作用系统中，卟啉组装体被螺旋蛋白包围。近年来，卟啉手性组装体的制备和调控受到了越来越多的关注，可以帮助仿生研究和探索新的功能材料。

本综述总结了手性卟啉组装体及其新功能的进展。构建手性卟啉组装体有不同的策略，一个简单的方法是从被手性单元取代的卟啉分子开始。虽然使用策略易于控制超分子手性，但是需要繁琐的合成路线。另一种构建CPA的方法是通过非手性卟啉和简单的手性模块之间的非共价键。考虑到手性单元和手性模块的多功能选择性，这种方法非常有效。另一种特殊情况是在超分子组装过程中，可能的自发对称性断裂也可以促进具有手性组装体的形成。本文还综述了手性卟啉组装体的一些新的应用，如对映体传感、不对称催化、自旋滤波器、光动力治疗等，并讨论了该领域的进一步挑战和展望。

图1.  手性卟啉组装体（CPA）及其新功能的进展

以上文章以“Chiral porphyrin assemblies”为题发表于 Aggregate 期刊，论文第一作者是中科院化学所张莉研究员，通讯作者是中科院化学所刘鸣华研究员（Aggregate 2023, 4, e198）

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《聚集体（英文）》（Aggregate）创刊于2020年，是由华南理工大学、广东省大湾区华南理工大学聚集诱导发光高等研究院、Wiley 出版社三方合作创办的开放获取式英文学术期刊（双月刊）。本刊致力于报道出版“聚集”过程中的基础和应用研究的前沿科学，包括但不限于材料、化学、物理、生物以及应用工程等领域。聚集体科学研究范围广泛，单分子层次之上均可视为聚集体。特别是功能材料、化学、物理、生物技术、生命科学以及应用工程等领域的重要进展，为学术界搭建一个交流思想和意见的新平台，去分享聚集体研究的新发现和新突破，讨论聚集体研究的挑战和机遇。期刊于2023年获得首个影响因子18.8，JCI指数1.47，先后收录于DOAJ、ESCI、CAS等数据库。