动画动图显示了能够分离苯和环己烷的分子笼

来源:©CCDC 2116330 /英国万博代理皇家化学学会

两个主芳香面之间的平均距离为8.2Å

利用经典共价化学合成了一种新的分子笼,克服了超分子和自组装有机框架的限制。这些笼状结构被称为凝胶芳烃,能够通过程序释放过程分离碳氢化合物混合物,该过程在药物输送和化学生产中都有广泛应用。

编程释放依赖于宿主框架与较小的客体分子的相互作用。超分子结构要求来宾分子位于主腔内,由于所有来宾分子经历的相互作用的一致性,通常表现出较差的分离选择性。自组装有机框架打开了与不同客人产生不同相互作用的可能性,但由于其键形成的固有可逆性,结构和化学稳定性较差。

中国的研究人员现在已经用不可逆共价键构建了两个有机笼子,利用弗里德尔-克拉夫特反应生成了一种蔓生的芳香前体。在高温下,两分子这种前驱体与三分子多聚甲醛缩合形成中空的瘦芳烃。

热重分析实验表明,这些有机骨架化合物对类似烃类苯和环己烷具有不同的亲和力,表明这些有机骨架化合物可用于纯化。该团队提出,由于每个客体分子与卡吉芳烃的不同相互作用,这种程序化释放是可能的,这一假设得到了x射线晶体分析的支持。苯被微弱地吸附在笼的表面,并在加热到70°C时释放。相反,环己烷在腔内形成非常稳定的主-客体复合物,需要更高的温度才能释放。该团队目前正致力于为更广泛的应用创造功能化的笼子。