具有构象适应性和构型可回收性的双动态螺旋聚(二硫化物)

《Nature Chemistry》：Dual dynamic helical poly(disulfide)s with conformational adaptivity and configurational recyclability

生物聚合物具有构象适应性和可逆性，但设计兼具动态共价键和二级结构折叠的可回收合成系统仍具挑战。本文报道了一种由生物相关单体（氨基酸和二硫键）构成的共价聚合物，可逆适应无序与螺旋构象并自我回收为单体。其动态特性源于非共价键（氢键）与动态共价键的协同作用，热力学遵循非线性van’t Hoff方程并伴随非零热容变化。该系统揭示了双动态功能对螺旋聚合物形成及可回收性的调控机制。

　　

摘要

生物聚合物（如蛋白质和DNA）的结构动力学具有独特的特性：它们在构象适应性和构型可逆性方面同时具备优势。然而，设计一种具有动态共价键、二级结构折叠能力以及完全回收功能的合成系统仍然具有挑战性。在这里，我们介绍了一种由生物相关单元（氨基酸和二硫键）构建的合成共价聚合物，该聚合物能够在无序构象和螺旋构象之间可逆转换，并能自我回收为原始的小分子。这种双重动态特性源于非共价键（氢键）与动态共价键在耦合化学平衡中的微妙协同作用；其热力学行为遵循具有非零热容变化的非线性范特霍夫方程。这种共价聚合物能够在有序的螺旋结构与无序的卷曲结构之间进行构象转换，并能够重新分解为原始的单体。该系统展示了如何通过双重动态功能来控制聚合物的螺旋形态和可回收性。