Angew. Chem. ：弱X-X型卤键构筑超分子螺旋结构

受自然螺旋结构的启发，人工螺旋系统可以利用不同的非共价相互作用（如氢键、静电引力、范德华力、CH…π和卤素键）在几个纳米到宏观尺度的层次上控制手性。卤素键定义为卤素原子(Cl、Br和I)的亲电区域和亲核区域(N、O、S)之间发生的吸引作用，它们分别被称为卤素键(或X键)的供体和受体，有时可表现出共价性质。卤素键在晶体工程中得到了广泛的应用，近年来已扩展到分子识别、生物分子识别和药物筛选等领域。

近日，山东大学邢鹏遥教授团队研究揭示了弱X-X型卤素键在超分子螺旋结构形成和演化中的作用，其可用于调节单组分和多组分自组装体系的螺旋度和手性，该工作为卤代手性功能分子的设计提供了新的策略。

设计合成了芘共轭卤代苯丙氨酸衍生物(PF-X,X=F、Cl、Br、I)，PF-F具有F-H氢键，诱导形成具有M手性的超分子螺旋结构。PF-Cl、PF-Br和PF-I提供固态X-X型卤素键，使P手性超分子螺旋得以出现。图中分别显示了PF-Br和PF-I的卤键和氢键诱导的超分子螺旋结构，Br-Br的X键和H键分别导致PF-Br的螺旋堆积，I-I的X键和H键分别导致PF-I的螺旋堆积。根据实验和计算，在溶液相自组装中，卤键驱动的超分子倾斜螺旋结构得以保留。

特殊的几何形状和多种非共价力的参与有助于弱X…X键的形成和稳定。卤素键允许螺旋度和相应CPL信号的反转。实验和计算的ECD谱验证了在溶液自组装中存在的卤键诱导螺旋结构。此外，纳米结构工程实现了利用卤素键控制从纳米管、纳米棒到纳米扭曲的螺旋结构。研究表明，弱X…X型卤素键在控制超分子手性和多级螺旋结构方面的作用，对手性自组装材料的设计具有重要意义。

论文信息：

X…X Halogen Bond-Induced Supramolecular Helices

Pengyao Xing,Yunying Xu,Aiyou Hao

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202113786