A charge-neutral organic cage selectively binds strongly hydrated sulfate anions in water

化学 笼子 硫酸盐 电荷(物理) 化学物理 无机化学 计算化学 有机化学 数学 量子力学 组合数学 物理
作者
Liuyang Jing,Evelyne Deplazes,Jack K. Clegg,Xin Wu
出处
期刊:Nature Chemistry [Nature Portfolio]
卷期号:16 (3): 335-342 被引量:64
标识
DOI:10.1038/s41557-024-01457-5
摘要

In biological systems, enzymes and transport proteins can bind anions in aqueous media solely by forming hydrogen bonds with charge-neutral motifs. Reproducing this functionality in synthetic systems presents challenges and incurs high costs, particularly when targeting strongly hydrated anions such as sulfate. Here we report a [2.2.2]urea cryptand (cage), synthesized in one pot, that selectively binds sulfate in a mixture of dimethyl sulfoxide and water and in water with affinities in the micromolar to millimolar range. The neutral cage bearing six urea groups donates 12 strong hydrogen bonds to encapsulate a sulfate anion, showing favourable enthalpy even in pure water. Sulfate binding can be further enhanced by using micelles to provide a low-polarity microenvironment. The cage finds utility in analysing divalent anions in water and beverage samples or in removing sulfate. The work demonstrates the achievability of robust and selective anion binding in water with minimal synthetic efforts, by using neutral NH hydrogen bonds akin to those found in biology. Very few charge-neutral synthetic anion receptors can function in water, and those known typically select weakly hydrated anions such as iodide. Now a neutral molecular cage capable of donating 12 hydrogen bonds has been synthesized and found to bind highly hydrated sulfate in water with a strong selectivity over weakly hydrated anions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
任性饼干完成签到 ,获得积分10
刚刚
tu发布了新的文献求助30
刚刚
共享精神应助沐泽采纳,获得10
刚刚
幼稚园扛把子完成签到,获得积分10
1秒前
Haoea发布了新的文献求助10
1秒前
朴BOSS发布了新的文献求助10
2秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得30
2秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得30
3秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
研友_ZbM2qn应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
Time应助科研通管家采纳,获得50
3秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
pho发布了新的文献求助30
5秒前
Fin2046完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
蓝色牛马发布了新的文献求助10
10秒前
科研通AI6.3应助Simen采纳,获得30
10秒前
Jzag完成签到 ,获得积分10
10秒前
雪白曼文发布了新的文献求助10
14秒前
唐镜峰发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
undeadcat应助ii采纳,获得10
16秒前
向阳完成签到 ,获得积分10
16秒前
无尘泪完成签到,获得积分10
17秒前
19秒前
野葱完成签到,获得积分10
21秒前
杨锦完成签到,获得积分10
22秒前
maguodrgon发布了新的文献求助10
24秒前
孙友给孙友的求助进行了留言
24秒前
liu完成签到,获得积分10
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Periodic Report Summary 2 - AFTER (A Framework for electrical power sysTems vulnerability identification, dEfense and Restoration) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7319717
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8935359
关于积分的说明 18941986
捐赠科研通 6978283
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3214413
关于科研通互助平台的介绍 2382282
邀请新用户注册赠送积分活动 2193439