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湖南大学何清教授研究团队首次发展了一类新型灯笼状准封闭分子笼结构— superphane 用于水簇的捕获。Superphane 分子具有高度对称性,由上下两个苯环通过六条侧链相互连接而成。传统的 superphane 合成路线长、产率低、重现性差且不具有识别内空腔,不能用作超分子主体实现对客体的识别。本研究利用亚胺动态共价键化学,以六苄胺及间苯二甲醛为原料,“一锅”反应即可合成得到 superphane。新得到的分子笼具有一个准封闭的分子内空腔,并成功实现了对二聚体水簇的捕获。该成果以“Superphane: a new lantern-like receptor for encapsulation of a water dimer”为题,发表在英国皇家学会期刊 Chemical Communications 上,并入选为期刊封面文章。
作者将亚胺动态共价键引入到 superphane 复杂分子笼的合成,首次实现了具有超分子主体特性的灯笼状分子笼 superphane 的高效合成。利用两种结构简单的原料经过“一锅”合成法即可得到目标 superphane。该分子笼由上下两个苯环和侧面六个 C-型“围栏”组成,具有一个准封闭内部空腔。论文中报导的 superphane 能够捕获水分子二聚体,并且在气相、固相及液相都保持较好的稳定性。这项研究工作开启了 superphane 的高效合成之门,同时也首次证实了 superphane 可作为一类新型超分子主体用于水簇、中性分子、阴离子、阳离子或离子对识别的可行性。
湖南大学化学化工学院硕士生李爱民为本文第一作者,湖南大学化学化工学院何清教授为本文通讯作者。本研究工作得到了国家自然科学基金,湖南创新型省份建设专项经费、国家重点研发计划以及中央高校基本科研基金等项目的资助。
Superphane: a new lantern-like receptor for encapsulation of a water dimer
Aimin Li, Shenglun Xiong, Wei Zhou, Huijuan Zhai, Yuanchu Liu and Qing He*(何清,湖南大学)
Chem. Commun., 2021,57, 4496-4499
http://doi.org/10.1039/D1CC01158H
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