A straightforward strategy has been used to construct large BN-embedded π-systems simply from azaacenes. BN heterosuperbenzene derivatives, the largest BN heteroaromatics to date, have been synthesized in three steps. The molecules exhibit curved π-surfaces, showing two different conformations which are self-organized into a sandwich structure and further packed into a π-stacking column. The assembled microribbons exhibit good charge transport properties and photoconductivity, representing an important step toward the optoelectronic applications of BN-embedded aromatics.

The development of helicene molecules with significant chiroptical responses covering a broad range of the visible spectrum is highly desirable for chiral optoelectronic applications; however, their absorption dissymmetry factors (gabs) have been mostly lower than 0.01. In this work, we report unprecedented B,N-embedded double hetero[7]helicenes with nonbonded B and N atoms, which exhibit excellent chiroptical properties, such as strong chiroptical activities from 300 to 700 nm, record high gabs up to 0.033 in the visible spectral range, and tunable circularly polarized luminescence (CPL) from red to near-infrared regions (600-800 nm) with high photoluminescence quantum yields (PLQYs) up to 100%. As revealed by theoretical analyses, the high gabs values are related to the separate molecular orbital distributions owing to the incorporation of nonbonded B and N atoms. The new type of B,N-embedded double heterohelicenes opens up an appealing avenue to the future exploitation of high-performance chiroptical materials.

Chiral cage compounds are mainly constructed from chiral precursors or based on the symmetry breaking during coordination-driven self-assembly. Herein, we present a strategy to construct chiral organic cages by restricting the P or M rotational configuration of tetraphenylethylene (TPE) faces through dynamic covalent chemistry. The combination of graph theory, experimental characterizations and theoretical calculations suggests emergent chirality of cages is originated from complex arrangements of TPE faces with different orientational and rotational configurations. Accompanied by the generation of chirality, strong fluorescence also emerged during cage formation, even in dilute solutions with various solvents. In addition, the circularly polarized luminescence of the cages is realized as a synergy of their dual chiral and fluorescence properties. Chirality and fluorescence of cages are remarkably stable, because intramolecular flipping of phenyl rings in TPE faces is restricted, as indicated by calculations. This study provides insight into construct chiral cages by the rational design through graph theory, and might facilitate further design of cages and other supramolecular assemblies from aggregation-induced emission active building blocks.

Abstract A benzo‐fused double [7]carbohelicene (D7H) was synthesized through a regioselective cyclodehydrogenation of a tetranaphthyl‐ p ‐terphenyl‐based precursor. The twisted (D7H‐1) and anti ‐folded (D7H‐2) conformers of D7H were separated by recrystallization, and their double helicene structures with overlapping terminal benzene rings were unambiguously elucidated by X‐ray crystallography. A record‐high isomerization barrier (46.0 kcal mol −1 ) in double helicenes was estimated based on density functional theory (DFT) calculation, which resulted in the excellent conformational stability of D7H. The physicochemical properties of D7H‐1 and D7H‐2 were investigated by UV/Vis absorption spectroscopy and cyclic voltammetry, displaying the variation of electronic structure upon conformational changes. The optical resolution of the racemic D7H‐1 was carried out by chiral HPLC, offering enantiopure D7H‐1‐( P , P ) and D7H‐1‐( M , M ), which were further characterized by circular dichroism spectroscopy.

Abstract Precisely modulating the kinetics of toehold-mediated DNA strand displacements (TMSD) is essential for its application in DNA nanotechnology. The sequence in the toehold region significantly influences the kinetics of TMSD. However, due to the large sample space resulting from various arrangements of base sequences and the resulted complex secondary structures, such a correlation is not intuitive. Herein, machine learning was employed to reveal the relationship between the kinetics of TMSD and the toehold sequence as well as the correlated secondary structure of invader strands. Key factors that influence the rate constant of TMSD were identified, such as the number of free hydrogen bonding sites in the invader, the number of free bases in the toehold, and the number of hydrogen bonds in intermediates. Moreover, a predictive model was constructed, which successfully achieved semi-quantitative prediction of rate constants of TMSD even with subtle distinctions in toehold sequence.

Enhancing the sensitivity of nuclear magnetic resonance (NMR) technology has been the focus of NMR research for decades, which offers the potential to significantly expand its applications in chemistry, biology, and medical imaging. Parahydrogen-induced polarization (PHIP) emerges as a cost-effective approach to substantially enhance the sensitivity of NMR. Nevertheless, the amplification of the 1H signal in PHIP is susceptible to interference from the thermal polarization state 1H NMR signal. Employing RASER (radiofrequency amplification by stimulated emission of radiation) proves effective in mitigating such interference, which can reduce the linewidth and increase the sensitivity at the same time. In this work, we utilized PHIP and RASER to enhance the signal-to-noise ratio (SNR) of a series of biocompatible alkynyl organic acid molecules. The alkynyl acid with the highest enhancement factor was first identified through PASADENA (parahydrogen and synthesis allow dramatically enhanced nuclear alignment) experiments. Subsequently, RASER experiments were carried out through hyperpolarization of 5-hexynoic acid, exploring its signal characteristics under varying flow rates and pressures. The SNR of proton signals of 5-hexynoic acid surpassed 150,000, an 18.62-fold improvement compared with traditional hyperpolarized signals in PASADENA, and a markedly narrowed linewidth of 0.06 Hz.

The integration of nuclear magnetic resonance (NMR) and microfluidic technology provides an excellent detection method for detecting nanoscale micro-samples and analysing intermediates during in-situ reaction processes. However, the non-cylindrical symmetric...