手性是自然界的基本属性，构成生命体的有机分子绝大多数都是手性分子，并且几乎都以单一异构体的形式存在。开展手性组装的研究有助于了解生物体手性的起源。手性分子在氢键、静电相互作用及π-π堆积等相互作用的协同下可以自组装成各种各样的手性结构，并表现出独特的手性性质。然而，在自组装过程中，非手性分子如何参与并影响到最后的组装性能还有很多未知。
近日，课题组郑书远同学和韩建雷博士设计了一种双组份结构基元，基于手性分子与非手性卤键给体间的卤键相互作用，可以得到二维手性分形结构，并表现出良好的圆偏振荧光性质。卤键本质上是一种静电相互作用，关于卤键驱动的共组装体系也已经有了许多报道，但是关于卤键驱动的手性分形结构还没有报道。
图1. 卤键驱动的手性分形结构示意图
作者合成了两种含有吡啶基团的联二萘手性分子（R/S-1,R/S-2），通过溶剂挥发法将R/S-1,R/S-2分别与1,4-二碘四氟苯（F4DIB）共组装，形成了两种不同形貌的二维手性分形结构。通过单晶结构的分析发现，晶体中吡啶基团的N原子与F4DIB中的碘原子通过卤键形成一维的超分子聚合物链，然后在π-π和C-F···H的协同作用下形成最终的组装结构。由于R/S-1与F4DIB分子间相互作用更强所以形成的手性分形结构更加致密。在共组装过程中，手性由R/S-1, R/S-2分子传递给了超分子聚合物链，再经过进一步的组装从超分子聚合物链传递到手性分形结构，实现了手性的多级次放大。然而，单独的卤键给体或者卤键受体的自组装都未发现任何手性结构的出现，从而显现出非手性卤键给体的重要作用。
图2. a) S-1/F4DIB和b) S-2/F4DIB体系的卤键
此外，从光谱上也可以观察到，共组装体的手性信号相较于单分子手性信号呈现出两个数量级的放大。该卤键驱动的手性自组装实现了手性从分子手性到分形结构的转移和放大，为设计以及提升圆偏振发光材料性能提供了新的思路。
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202108661
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