吉林大学杨英威教授课题组：基于拓展型柱芳烃的超分子组装诱导荧光发射增强
分子机器的出现是有机化学和超分子化学史上的一次重大突破，它以模块化的组成和微观的运作方式能够在实现能量转化的同时，完成转动、装配、伸缩、运输等特定行为，使人类向认识生命体系的本质迈进了一大步。人工合成大环受体作为分子机器不可或缺的重要组成部件，一直备受关注。新型大环受体的设计合成、功能化、以及应用开发是主客体化学和超分子化学研究领域的重要课题。
近期，吉林大学化学学院、纳微构筑化学国际合作联合实验室杨英威教授课题组在新型超分子大环受体的设计合成和组装体功能开发的研究上取得了重要进展。继拓展型柱芳烃（Chem. Commun. 2016, 52, 5804）的成功设计合成后，2018年，该课题组首次报道了斜塔芳烃及其系列功能化衍生物（Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 9853），并在后续工作中致力于研究新型大环芳烃的应用开发。2019年2月，杨英威教授研究团队在Journal of the American Chemical Society杂志上发表了题为“Supramolecular Assembly-Induced Emission Enhancement for Efficient Mercury(II) Detection and Removal”的研究论文，成功构筑了基于胸腺嘧啶功能化联苯拓展型柱[6]芳烃的荧光超分子聚合物体系，实现了对水中污染物汞离子的高灵敏度、高选择性和低检测限的荧光传感检测和快速吸附去除。
结合聚集诱导发光现象和大环合成受体的超分子组装，该课题组在前期工作积累中总结并提炼出了超分子组装诱导荧光发射增强（Supramolecular Assembly-Induced Emission Enhancement，SAIEE）的概念，为超分子功能体系在传感检测、药物递送、生物成像、自组装和智能发光材料等领域带来了新的可能性（Adv. Opt. Mater. 2018, 6, 1800668）。在最近发表的JACS工作中，该团队通过对联苯拓展型柱[6]芳烃进行双功能化的修饰，将胸腺嘧啶基团作为侧臂连接在大环主体上，进而将其与作为客体分子的四苯乙烯季铵盐衍生物进行主客体键合，所形成的主客体复合体系可通过胸腺嘧啶-汞离子-胸腺嘧啶的特定作用与汞离子高强度结合构筑出新型的三维超分子聚合物纳米粒子体系。该团队发现这种新型体系具有SAIEE的现象，并基于此开发出了该体系对水中污染物汞离子的高效检测和分离去除功能。同时，该团队还发现这种体系对汞离子的检测限低、去除效率高，且材料本身的可循环利用性强。这种新型的超分子聚合物材料不仅开拓了拓展型柱芳烃在环境污染物检测和分离中的应用，更延伸了SAIEE这一现象潜在的应用价值，为设计可应用于环境保护和能量存储的新型超分子发光材料提供了新的思路。
论文链接：
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.9b01546
来源：吉林大学化学学院
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