近日，我院張愛(ài)清教授團(tuán)隊(duì)與藥學(xué)院雷新響教授團(tuán)隊(duì)合作，報(bào)道了一種二維層狀材料Ti3C2Tx MXene LC作為定向介質(zhì)用于有機(jī)分子的殘留偶極耦合測(cè)量，相關(guān)成果以 “Ti3C2Tx MXene Liquid Crystal: Access to Create Background-Free and Easy-Made Alignment Medium” 為題，發(fā)表在《ACS Nano》( DOI: 10.1021/acsnano.1c09512) 雜志上。秦四勇副教授為本論文通訊作者，雷新響教授為本論文的共同通訊作者。
核磁共振的各向異性參數(shù)中的分子殘留四極耦合（RQC）和殘留偶極耦合（RDC）對(duì)有機(jī)分子構(gòu)型及優(yōu)勢(shì)構(gòu)象的解析具有獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。而運(yùn)用核磁共振波譜（NMR）技術(shù)測(cè)定各向異性核磁參數(shù)時(shí)，通常需要引入定向介質(zhì)來(lái)為待測(cè)分子創(chuàng)建各向異性的環(huán)境，從而使待測(cè)分子產(chǎn)生適度的定向性質(zhì)。因此，制備性能優(yōu)異的定向介質(zhì)對(duì)獲取有機(jī)分子各向異性參數(shù)具有重要意義。
基于已有定向介質(zhì)的制備過(guò)程繁瑣，存在背景干擾等問(wèn)題，目前亟需開(kāi)發(fā)出性能更加優(yōu)異的定向介質(zhì)用于有機(jī)分子結(jié)構(gòu)鑒定。本研究工作實(shí)驗(yàn)證實(shí)MXene LC具備作為定向介質(zhì)提取RDC值的潛能，進(jìn)一步選擇脯氨酸及蔗糖兩種有機(jī)分子作為模型，考查了二維層狀材料MXene對(duì)其定向性能，兩種分子均獲得了準(zhǔn)確的RDCs值。同時(shí)本研究工作發(fā)現(xiàn)MXene LC相比于以往定向介質(zhì)具備的明顯優(yōu)勢(shì)：（1）MXene LC沒(méi)有背景信號(hào)，因此可以獲取清晰并且只含有待測(cè)分子的NMR光譜，進(jìn)而在沒(méi)有任何干擾的情況下測(cè)定準(zhǔn)確的RDCs值；（2）MXene LC介質(zhì)通過(guò)冷凍干燥后可以以水分散體和固態(tài)儲(chǔ)存。凍干得到的MXene LC介質(zhì)可以通過(guò)再分散恢復(fù)原來(lái)的取向性能，因此可以長(zhǎng)期保存同時(shí)對(duì)其定向能力進(jìn)行精準(zhǔn)定量；（3）MXene LC作為定向介質(zhì)具有較低的臨界濃度，同時(shí)其固有低粘度有利于獲得高質(zhì)量的NMR光譜；（4）MXene LC定向介質(zhì)制備簡(jiǎn)單且可大規(guī)模生產(chǎn)和儲(chǔ)存，有望以低成本商業(yè)化，為有機(jī)實(shí)驗(yàn)室或天然產(chǎn)物化學(xué)家使用RDC作為結(jié)構(gòu)解析的常規(guī)測(cè)量提供便利，同時(shí)為有機(jī)分子及天然產(chǎn)物的殘留偶極耦合測(cè)定提供了新方案，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文章鏈接：https://doi.org/10.1021/acsnano.1c09512
