二茂铁是一种新兴的有机-金属杂化化合物，它的偶然发现导致了有机金属化学的迅速发展。二茂铁的结构很有趣，一个铁原子夹在两个五边形有机环之间，除此之外，二茂铁还具有显著的氧化还原响应特性。
简单地说，人们可以通过改变氧化还原环境的条件，使二茂铁基化合物在不同的氧化态之间可逆地切换，而氧化还原环境的条件本质上决定了分子之间电子转移的方式。虽然二茂铁基化合物的性质在材料科学、药物传递和催化方面非常有用，但几乎没有已知的方法可以方便、精确地合成含有5个以上二茂铁单元的多二茂铁基胶囊。
幸运的是，日本东京工业大学的一个研究小组已经找到了解决这个问题的方法。在他们的最新研究中，由Kazuki Toyama(博士生)，Yuya Tanaka助理教授和Michito Yoshizawa教授进行，并发表在Angewandte化学国际版上，研究人员发现了一种巧妙的方法来制备具有不同寻常性能的二茂铁基胶囊。
合成这种胶囊的关键是一种含二茂铁的两亲物质，研究人员将其称为“FA”。每个FA分子由两个疏水二茂铁基团和一个间苯基环结合组成，间苯基环还连接两个亲水性三甲基铵基团。弯曲的疏水框架及其疏水效应使多个FA分子在水中快速自发地组装成有机金属胶囊(FA)n。
有趣的是，通过提供适当的化学刺激，胶囊可以可逆地拆卸和组装。例如，向含有(FA)n的水中添加诸如氯化铁之类的氧化剂可导致胶囊的立即分解。此外，随后添加还原剂，如抗坏血酸，中和氧化剂，导致胶囊的快速重组。
考虑到它可以与腔内的客体分子结合，新胶囊的按需组装和拆卸变得更加有用。研究人员发现，胶囊(FA)n是一个比以前更多功能的宿主，正如Toyama所说，“与以前的多二茂铁化合物相比，现在的胶囊有效地封装了典型的有机和无机染料，如苝四羧基二亚胺和酞菁铜，以及电子接受分子，如氯胺和四氰喹诺二甲烷，在水中。”
研究小组发现，在被胶囊(FA)n封装的电子接受分子上，不同寻常的主客体电荷转移相互作用。在可见光到近红外光谱中，相互作用的吸收波段相对较宽，范围为650-1350 nm。这些相互作用也可以通过控制胶囊的组装和拆卸来可逆地开启和关闭。
目前的多二茂铁基胶囊可以在医学、生物技术、化学合成等各个领域找到应用。进一步的研究已经在进行中。田中博士总结说:“在目前成就的基础上，我们的下一步研究将集中在开发各种类型的有机金属胶囊，例如具有磁性和药用特性以及催化活性的胶囊。”
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希望本篇文章《首例二茂铁：展现独特电荷转移相互作用的有机金属胶囊》能对你有所帮助！
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