近日，我院张爱清教授团队与药学院雷新响教授团队合作，报道了一种二维层状材料Ti3C2Tx MXene LC作为定向介质用于有机分子的残留偶极耦合测量，相关成果以 “Ti3C2Tx MXene Liquid Crystal: Access to Create Background-Free and Easy-Made Alignment Medium” 为题，发表在《ACS Nano》( DOI: 10.1021/acsnano.1c09512) 杂志上。秦四勇副教授为本论文通讯作者，雷新响教授为本论文的共同通讯作者。
核磁共振的各向异性参数中的分子残留四极耦合（RQC）和残留偶极耦合（RDC）对有机分子构型及优势构象的解析具有独特的应用优势。而运用核磁共振波谱（NMR）技术测定各向异性核磁参数时，通常需要引入定向介质来为待测分子创建各向异性的环境，从而使待测分子产生适度的定向性质。因此，制备性能优异的定向介质对获取有机分子各向异性参数具有重要意义。
基于已有定向介质的制备过程繁琐，存在背景干扰等问题，目前亟需开发出性能更加优异的定向介质用于有机分子结构鉴定。本研究工作实验证实MXene LC具备作为定向介质提取RDC值的潜能，进一步选择脯氨酸及蔗糖两种有机分子作为模型，考查了二维层状材料MXene对其定向性能，两种分子均获得了准确的RDCs值。同时本研究工作发现MXene LC相比于以往定向介质具备的明显优势：（1）MXene LC没有背景信号，因此可以获取清晰并且只含有待测分子的NMR光谱，进而在没有任何干扰的情况下测定准确的RDCs值；（2）MXene LC介质通过冷冻干燥后可以以水分散体和固态储存。冻干得到的MXene LC介质可以通过再分散恢复原来的取向性能，因此可以长期保存同时对其定向能力进行精准定量；（3）MXene LC作为定向介质具有较低的临界浓度，同时其固有低粘度有利于获得高质量的NMR光谱；（4）MXene LC定向介质制备简单且可大规模生产和储存，有望以低成本商业化，为有机实验室或天然产物化学家使用RDC作为结构解析的常规测量提供便利，同时为有机分子及天然产物的残留偶极耦合测定提供了新方案，具有广阔的应用前景。
文章链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.1c09512
