近日，理学院超分子化学与催化研究中心于洋研究团队以“Molecules in Confined Spaces: Reactivities and Possibilities in Cavitands”为题在《Chem》上发表前瞻性论文（IF: 18.205）。《Chem》创刊于2016年，作为Cell Press旗下第一本物质科学期刊，致力于推广化学及其交叉领域的创新性突破，旨在刊发解决具有全球挑战性的应用和基础问题的研究论文。该论文上海大学为第一单位、于洋教授为第一作者及通讯作者。
发展功能化的超分子体系是超分子化学领域的研究重点。在生物体内，由于酶和受体的屏蔽作用，单个分子与水介质等分离而受限在其小空间内，导致催化、信号传导、代谢和复制等奇特的生物现象。但由于对现象过度关注，人们往往容易忽视限制在这些过程中的科学本质。于洋研究团队试图回答相关生物过程的科学本质，围绕人工酶模型的构筑这一主题开展研究。基于雷琐酚杯[4]芳烃具有的独特半球形骨架，发展了一种通过自组装手段自上而下构筑具有酶疏水空腔的超分子胶囊的新策略，提出了受限空间影响客体分子行为的概念（Acc. Chem. Res.2018,51,3031）。
Folded molecules in cavitands
该研究团队利用氢键、硫键和金属配位键等非共价键构筑三类新型的超分子胶囊。通过客体分子的折叠，使得客体分子远离的两端官能团相互靠近，完成了不同尺寸中环化合物的有效合成（Angew. Chem. Int. Ed.2018, 57, 15091）。基于两亲性客体在主体空腔和水介质中分布的差异以及Se…N的相互作用模式，分别实现分子的去对称化（PNAS2019,116, 19815;J. Am. Chem. Soc.2020,142, 2396）和全疏水胶囊的构建及其选择性识别（PNAS2019,116, 17648;J. Am. Chem. Soc.2020,142, 5876）。在未来的研究中，研究团队将扩展这类大环主体分子的结构，实现更全面更细致的结构仿生模拟，构建具有酶功能的大环主体库，重点探索其限域空间的小分子行为，为超分子化学功能与应用研究提供新的大环主体空间。
相关研究工作得到了上海大学理学院及化学系和物理系博士后流动站的大力支持，并在国家自然基金、上海大学高峰高原学科建设、上海市教委东方专项和上海市高水平地方高校创新团队“仿生智能高分子材料”等项目的资助下完成。
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