近日,，我院張愛清教授團隊與藥學院雷新響教授團隊合作,，報道了一種二維層狀材料Ti3C2Tx MXene LC作為定向介質(zhì)用于有機分子的殘留偶極耦合測量，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）對有機分子構(gòu)型及優(yōu)勢構(gòu)象的解析具有獨特的應(yīng)用優(yōu)勢,。而運用核磁共振波譜（NMR）技術(shù)測定各向異性核磁參數(shù)時，通常需要引入定向介質(zhì)來為待測分子創(chuàng)建各向異性的環(huán)境,，從而使待測分子產(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)對獲取有機分子各向異性參數(shù)具有重要意義,。
基于已有定向介質(zhì)的制備過程繁瑣,，存在背景干擾等問題，目前亟需開發(fā)出性能更加優(yōu)異的定向介質(zhì)用于有機分子結(jié)構(gòu)鑒定,。本研究工作實驗證實MXene LC具備作為定向介質(zhì)提取RDC值的潛能,，進一步選擇脯氨酸及蔗糖兩種有機分子作為模型，考查了二維層狀材料MXene對其定向性能,，兩種分子均獲得了準確的RDCs值,。同時本研究工作發(fā)現(xiàn)MXene LC相比于以往定向介質(zhì)具備的明顯優(yōu)勢：（1）MXene LC沒有背景信號，因此可以獲取清晰并且只含有待測分子的NMR光譜,，進而在沒有任何干擾的情況下測定準確的RDCs值,；（2）MXene LC介質(zhì)通過冷凍干燥后可以以水分散體和固態(tài)儲存。凍干得到的MXene LC介質(zhì)可以通過再分散恢復原來的取向性能,，因此可以長期保存同時對其定向能力進行精準定量,；（3）MXene LC作為定向介質(zhì)具有較低的臨界濃度,，同時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)制備簡單且可大規(guī)模生產(chǎn)和儲存，有望以低成本商業(yè)化,，為有機實驗室或天然產(chǎn)物化學家使用RDC作為結(jié)構(gòu)解析的常規(guī)測量提供便利,，同時為有機分子及天然產(chǎn)物的殘留偶極耦合測定提供了新方案，具有廣闊的應(yīng)用前景,。
文章鏈接：https://doi.org/10.1021/acsnano.1c09512
