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發(fā)展功能化的超分子體系是超分子化學(xué)領(lǐng)域的研究重點。在生物體內(nèi)，由于酶和受體的屏蔽作用，單個分子與水介質(zhì)等分離而受限在其小空間內(nèi)，導(dǎo)致催化、信號傳導(dǎo)、代謝和復(fù)制等奇特的生物現(xiàn)象。但由于對現(xiàn)象過度關(guān)注，人們往往容易忽視限制在這些過程中的科學(xué)本質(zhì)。于洋研究團隊試圖回答相關(guān)生物過程的科學(xué)本質(zhì)，圍繞人工酶模型的構(gòu)筑這一主題開展研究。基于雷瑣酚杯[4]芳烴具有的獨特半球形骨架，發(fā)展了一種通過自組裝手段自上而下構(gòu)筑具有酶疏水空腔的超分子膠囊的新策略，提出了受限空間影響客體分子行為的概念（Acc. Chem. Res.2018,51,3031）。

Folded molecules in cavitands

該研究團隊利用氫鍵、硫鍵和金屬配位鍵等非共價鍵構(gòu)筑三類新型的超分子膠囊。通過客體分子的折疊，使得客體分子遠離的兩端官能團相互靠近，完成了不同尺寸中環(huán)化合物的有效合成（Angew. Chem. Int. Ed.2018, 57, 15091）?；趦捎H性客體在主體空腔和水介質(zhì)中分布的差異以及Se…N的相互作用模式，分別實現(xiàn)分子的去對稱化（PNAS2019,116, 19815;J. Am. Chem. Soc.2020,142, 2396）和全疏水膠囊的構(gòu)建及其選擇性識別（PNAS2019,116, 17648;J. Am. Chem. Soc.2020,142, 5876）。在未來的研究中，研究團隊將擴展這類大環(huán)主體分子的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)更全面更細致的結(jié)構(gòu)仿生模擬，構(gòu)建具有酶功能的大環(huán)主體庫，重點探索其限域空間的小分子行為，為超分子化學(xué)功能與應(yīng)用研究提供新的大環(huán)主體空間。

相關(guān)研究工作得到了上海大學(xué)理學(xué)院及化學(xué)系和物理系博士后流動站的大力支持，并在國家自然基金、上海大學(xué)高峰高原學(xué)科建設(shè)、上海市教委東方專項和上海市高水平地方高校創(chuàng)新團隊“仿生智能高分子材料”等項目的資助下完成。

本論文鏈接：https://authors.elsevier.com/c/1bDPd8jWHE78Ny