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Lactonization of dyes promoted by a coordination cage facilitates cavity-induced chromism as ion mobile detector

Science China Chemistry 2024年第5期67卷 1554-1560页

作者： Liangliang Zhang Yu Liang Zhifeng Xiao Yuxuan Meng Jinyi Huang Xi Lin Ji Li Hong-Cai Zhou Yu Fang Strait Institute of Flexible Electronics(SIFE Future Technologies)Fujian Normal University and Strait Laboratory of Flexible Electronics(SLoFE)Fuzhou 350017China State Key Laboratory of Chemo/Bio-Sensing and Chemometrics College of Chemistry and Chemical EngineeringHunan UniversityChangsha 410082China Department of Chemistry Texas A&M UniversityCollege StationTexas 77842-3012USA State Key Laboratory of Structural Chemistry Fujian Institute of Research on the Structure of MatterChinese Academy of SciencesFuzhou 350002China Frontiers Science Center for Flexible Electronics(FSCFE) MIIT Key Laboratory of Flexible Electronics(KLoFE)Northwestern Polytechnical UniversityXi’an 710072China

Dye molecules often change colors(so-called “chromism”) according to the environment variation. However, they are rarely induced by a catalytic amount of cavity. Through encapsulation in the cavity of a porous coordination cage(PCC-2), Rhodamine B(1) is transformed from red quinonoid form(1q) into colorless lactone form(1l) in aprotic polar solutions. The μ4-OH groups in the cavity of PCC-2 are shown to stabilize the uncommon zwitterion intermediate(1z), followed by converting to 1l, thus accelerating the equilibrium. The chromism is catalyzed by 0.25 mol% of PCC-2, and the reaction rate is improved by 80,400times. 1@PCC-2 can be further fabricated to a sol-gel that exhibits ion recognition properties. The resulting encapsulation and stabilization of an unconventional intermediate by a catalytic amount of the coordination cage provides fundamental insights into molecular isomerization and has potential use in chemical sensing.

关键词： porous coordination cage Zwitterion intermediate cavity Rhodamine B chromism

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