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:26
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
1秒前
梨花谷的猫完成签到 ,获得积分10
2秒前
木目丶完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
赘婿应助小池同学采纳,获得10
3秒前
Owen应助研友_ZragOn采纳,获得100
4秒前
田西西完成签到 ,获得积分10
4秒前
CodeCraft应助wise111采纳,获得10
4秒前
5秒前
5秒前
余悲也白完成签到,获得积分10
8秒前
我是老大应助普外科老白采纳,获得10
9秒前
Alma发布了新的文献求助10
10秒前
温暖的颜演完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
BZPL发布了新的文献求助10
11秒前
优雅的秋尽完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
13秒前
情怀应助读书的时候采纳,获得10
14秒前
15秒前
瘪良科研完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
小池同学发布了新的文献求助10
16秒前
研友_ZragOn发布了新的文献求助100
18秒前
luo完成签到 ,获得积分10
20秒前
kingsley发布了新的文献求助10
20秒前
言帅帅完成签到,获得积分10
21秒前
678发布了新的文献求助10
21秒前
赘婿应助动听曼荷采纳,获得10
22秒前
23秒前
Alma完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
24秒前
机灵柚子应助嘻嘻嘻采纳,获得10
25秒前
27秒前
27秒前
凌枫修完成签到 ,获得积分10
28秒前
678完成签到,获得积分10
28秒前
28秒前
高分求助中
【重要!!请各位用户详细阅读此贴】科研通的精品贴汇总(请勿应助) 10000
Plutonium Handbook 1000
Three plays : drama 1000
International Code of Nomenclature for algae, fungi, and plants (Madrid Code) (Regnum Vegetabile) 1000
Semantics for Latin: An Introduction 999
Psychology Applied to Teaching 14th Edition 600
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4097519
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3635198
关于积分的说明 11522765
捐赠科研通 3345399
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1838659
邀请新用户注册赠送积分活动 906224
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 823497