功能性配位超分子納米容器設計合成及仿生催化研究獲進展

水溶性功能配位超分子納米容器的設計合成及其限域空間內獨特的客體分子行為與反應性在過去20年里受到了越來越廣泛的關注。目前報道的水溶性超分子納米容器組裝結構有限，並且大都存在表面窗口太小、內部空腔不足、不易功能化等問題，很大程度上限制了其在主客體化學方面的應用。如何從分子水平上定向構築和調控納米容器的尺寸、形狀及其電子特性是實現其功能化應用的關鍵科學問題。

在中國科學院戰略性先導科技專項、中組部「青年千人計劃」、國家自然科學基金等項目的支持下，中科院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室研究員孫慶福團隊近期在集成光致變色、氧化還原、多組分客體協同包裹及高選擇性仿生催化功能的水溶性配位超分子納米容器研究方面取得重要進展。基於吡啶鎓鹽功能基元的配體設計，新製備的Pd4L2型超分子納米容器具有良好的水溶性和巨大的疏水空腔（約1880A3，比此前已經商品化的Pd4L6型納米容器空腔擴大了約82%）。水相主客體化學研究表明，該新型Pd4L2納米容器能同時封裝多個中性多環芳烴或/和陰離子型鉬氧多酸客體分子。另外，吡啶鎓鹽功能基元的引入賦予該納米容器客體響應的多電子氧化還原特性及光致變色行為。更重要的是，包裹多酸的納米容器主客體複合物可以作為人工模擬酶，在含硫化物的催化氧化模型反應中展現出高效高選擇性的仿生催化特性。

該研究為改善傳統過渡金屬催化劑在水中的穩定性和催化選擇性提供了新思路，為發展環境友好型的新型高效超分子催化劑提供了重要參考。

該文章的第一作者是助理研究員蔡麗璇，相關研究結果發表在《美國化學會志》（DOI: 10.1021/jacs.8b00394）上。

功能性配位超分子納米容器的設計合成及仿生催化研究獲進展

來源：中國科學院福建物質結構研究所

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