天津師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院、智能分子交叉科學(xué)研究院李春舉教授團(tuán)隊(duì)在聯(lián)苯[n]芳烴超分子材料領(lǐng)域取得了系列創(chuàng)新成果，受邀于Accounts of Materials Research上撰寫題為“Biphen[n]arene-Based Supramolecular Materials”的綜述文章，系統(tǒng)總結(jié)了團(tuán)隊(duì)近年來在聯(lián)苯[n]芳烴超分子新體系在材料領(lǐng)域應(yīng)用的前沿進(jìn)展。
圖1. 聯(lián)苯[n]芳烴超分子材料示意圖
大環(huán)化合物因具有優(yōu)異的識(shí)別、組裝特性，經(jīng)理性設(shè)計(jì)加工后可表現(xiàn)出多種功能應(yīng)用，在超分子化學(xué)與材料科學(xué)領(lǐng)域中扮演著關(guān)鍵角色。然而，傳統(tǒng)大環(huán)化合物如環(huán)糊精、杯芳烴、葫蘆脲和柱芳烴等，受限于空腔尺寸及結(jié)構(gòu)多樣性，難以適配尺寸/形狀/電性各異的客體分子，嚴(yán)重制約了其功能應(yīng)用。針對上述挑戰(zhàn)，李春舉教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種簡單、高效、普適的模塊化定制策略，用于構(gòu)建功能性大環(huán)化合物并統(tǒng)稱為聯(lián)苯[n]芳烴（Biphen[n]arenes）。該策略通過結(jié)構(gòu)或功能導(dǎo)向的模塊置換（反應(yīng)模塊、功能模塊及連接模塊），可根據(jù)客體的結(jié)構(gòu)特征定制化調(diào)節(jié)聯(lián)苯[n]芳烴的空腔尺寸、形狀、絡(luò)合位點(diǎn)和骨架基元，在構(gòu)建多功能超分子材料中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。
該綜述重點(diǎn)展示了基于聯(lián)苯[n]芳烴的超分子體系在三方面的應(yīng)用：（1）生物醫(yī)用材料方面，通過對一系列小分子藥物、生物活性肽、大分子毒素及功能蛋白等客體分子的高效識(shí)別，實(shí)現(xiàn)了藥物遞送、肌松逆轉(zhuǎn)、疾病治療、毒劑解毒，淀粉樣蛋白解聚方面的功能應(yīng)用。（2）發(fā)光材料方面，通過在聯(lián)苯[n]芳烴骨架引入熒光或磷光團(tuán)，開發(fā)了一系列發(fā)光性能優(yōu)于單體的大環(huán)，提出了“大環(huán)化誘導(dǎo)熒光/磷光增強(qiáng)”的普適性策略。并基于主-客體相互作用構(gòu)建了結(jié)構(gòu)多樣的大環(huán)共晶材料，通過調(diào)控給體-受體的化學(xué)計(jì)量比與分子堆積模式，可實(shí)現(xiàn)固態(tài)發(fā)光精準(zhǔn)調(diào)控。（3）吸附分離材料方面，聯(lián)苯[n]芳烴及其分子籠結(jié)構(gòu)憑借其結(jié)構(gòu)特征與多重超分子作用，在順式/反式1, 2-二氯乙烯異構(gòu)體、苯/環(huán)己烷、甲苯/甲基環(huán)己烷、環(huán)己烷/環(huán)己烯/苯、環(huán)庚烷/環(huán)庚烯以及四氫萘/萘等工業(yè)重要混合物的分離中表現(xiàn)出優(yōu)異性能?；诖蟪叽缈涨坏穆?lián)苯[n]芳烴（如三聯(lián)苯[5, 6]芳烴、四聯(lián)苯[5, 6]芳烴）構(gòu)筑的超分子有機(jī)凝膠，相較于粉末態(tài)材料在水相與氣相環(huán)境中均展現(xiàn)出更強(qiáng)的碘捕獲能力。在詳述聯(lián)苯[n]芳烴在多功能超分子材料構(gòu)筑中的重要作用與發(fā)展?jié)摿Φ幕A(chǔ)上，本文進(jìn)一步探討了該體系在結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用研究中面臨的挑戰(zhàn)與未來發(fā)展方向，旨在為跨學(xué)科研究者提供新思路，推動(dòng)先進(jìn)功能材料的創(chuàng)新發(fā)展。
天津師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院柳志學(xué)博士和智能分子交叉科學(xué)研究院陳俊屹博士為此文共同第一作者，李春舉教授為通訊作者。該論文得到國家自然科學(xué)基金（項(xiàng)目編號(hào)：22471195、22201212）和天津市自然科學(xué)基金（項(xiàng)目編號(hào)：23JCZDJC00660）等項(xiàng)目支持。
論文鏈接：https://doi.org/10.1021/accountsmr.5c00071
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