合成与组装化学研究部在非共价相互作用研究方面取得新进展
在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下,合成与组装化学研究部研究人员围绕阴离子-π作用开展了系统研究。在前期的工作中,他们以含缺电子三嗪环的大环体系作为分子探针,给出了电中性缺电子芳环与阴离子形成经典阴离子-π作用的实验证据,并系统研究了其作用模式、作用强度、普遍性以及在超分子化学领域的应用(Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 7485; Chem. Eur. J. 2010, 16, 13053; J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 892; Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 11785)。
最近,针对如何实现阴离子-π作用的选择性与加和性这一挑战问题,科研人员巧妙设计了一类多空腔“内向型”排列的超大环体系,实现了复杂有机阴离子的选择性识别,首次在晶体中观察到了三明治状的阴离子-π复合物的形成,揭示了多重阴离子-π作用对分子识别的贡献(图1)(Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 15827)。同时,为回答阴离子-π作用在驱动可控自组装方面到底能走多远,科研人员构建了“外向型”排列的双空腔分子体系作为主体组装基元,以1,5-萘二磺酸根双阴离子作为客体组装基元,实现了阴离子-π作用驱动的长程组装,详细研究了其组装过程(图2)(J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 1118)。
图1 基于多重阴离子-π作用的有机阴离子识别
图2 阴离子-π作用驱动的超分子自组装