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　　網(wǎng)格化學(xué)研究的重點是通過有限的分子單元構(gòu)筑可預(yù)測的框架結(jié)構(gòu)。迄今為止，在這一領(lǐng)域的經(jīng)典研究案例主要集中于金屬-有機框架(MOFs)和共價有機框架(COFs)材料。其實，網(wǎng)格化學(xué)也可以用來預(yù)測離散型的化合物，包括金屬有機-配位籠(MONCs)和多孔有機籠(POCs)。與傳統(tǒng)的MOF和COF材料不同，POCs和MONCs屬于孤立的結(jié)構(gòu)，這些離散的構(gòu)筑單元通過弱相互作用組裝成有序結(jié)構(gòu)，其孔隙由籠內(nèi)空腔和堆積貫通孔組成。POCs具備良好溶解性的獨特優(yōu)勢，可以很容易地在溶液中加工、再生和功能化，這在難溶的多孔框材料較難實現(xiàn)。然而，利用網(wǎng)格化學(xué)系統(tǒng)地設(shè)計與合成這類有機分子籠的例子卻十分少見。

　　在國家自然科學(xué)基金項目、中科院前沿科學(xué)重點研究計劃和中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(B類)的資助下，福建物構(gòu)所結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點實驗室袁大強研究員課題組基于網(wǎng)格化學(xué)成功地構(gòu)筑了三種不同類型的間環(huán)杯[4]芳烴基POCs，包括具有奇偶效應(yīng)的[2+4]燈籠狀有機籠，未見報道的[3+6]三棱柱狀有機籠，和迄今為止最大的[6+12]八面體有機籠。這些籠狀化合物都是由相同的四醛基間環(huán)杯[4]芳烴與不同的二胺類連接體通過席夫堿反應(yīng)組裝而成，并且通過X射線結(jié)晶學(xué)、氣體吸附測試、核磁共振氫譜和高分辨質(zhì)譜對其結(jié)構(gòu)進行了全面的表征。特別需要指出是，所制備的多孔有機籠的窗口直徑能夠連續(xù)地由3.8提高到11.6 ；空腔體積能夠連續(xù)地由358提升到11243 ；比表面積能夠由38 m²/g提高到2803 m²/g。這項工作表明，間環(huán)杯[4]芳烴是制備多孔有機籠的極佳前體單元。值得注意的是，這些多孔有機籠上含有豐富的杯芳烴π電子“空腔”、胺基以及酚羥基位點，可能是氣體存儲和分離以及主-客體化學(xué)的潛在材料。此外，這些多孔有機籠在很多溶劑中可溶，它們也可能是構(gòu)筑分子籠混合/復(fù)合膜和多孔液體的潛在材料。目前，這方面的研究正在進行中。

　　該文章的第一作者是蘇孔釗副研究員，上述研究工作發(fā)表在J. Am. Chem. Soc. DOI: 10.1021/jacs.0c07367)。此外，該研究團隊此前在間環(huán)杯[4]芳烴衍生物材料的設(shè)計、合成及性能研究方面也取得系列研究進展，相關(guān)成果發(fā)表在（Nat. Commun., 2018, 9, 4941; ACS Sustainable Chem. Eng., 2018, 6, 17402; Ind. Eng. Chem. Res., 2019, 10.1021/acs.iecr.9b05312; Chin.Chem.Lett. 2020, 31, 2023；Sci China Chem., 2018, 61, 664; Chem. Commun., 2017, 52, 9598；Cryst. Growth Des., 2017, 17, 5625）。

　　文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c07367.