多孔有機籠POCs(,Porous Organic Cage)在許多研究領域都得到廣泛的關注。但是,以往的研究通常關注于內部孔隙的功能化設計,使用外部孔隙的研究比較罕見。迄今為止,POC對功能化的外孔進行合理設計和構建仍然是一個嚴峻的挑戰,通常需要通過反復的試錯試驗測試。
有鑒于此,南開大學李柏延研究員、李琳教授、青島科技大學Shuo Zhang等受到疏水性蛋白的啟發,通過疏水性“分子間口袋”概念設計POC(即NKPOC-DS),通過二硫化學鍵與疏水基團組裝外部孔隙,產生強烈的超分子相互作用,而且得到靜電勢(ESP)圖和單晶X射線衍射測試的證實。
通過外部孔隙的柔性,NKPOC-DS表現了對C2H6選擇性獨特“呼吸”現象,同時這種柔軟性對其他氣體沒有反應,包括C2H4、CH4、CO2、N2和H2。這種對C2H6的特異性識別使NKPOC-DS能夠優先從C2H6/C2H4混合物中吸附C2H6。
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仿生在功能POC設計中的創新方法為操縱籠子的包裝提供了新的見解,為客體分子的識別和吸附分離等應用提供幫助。
參考文獻
Baiyan Li, Laiyu Zhang, Qiong Lei, Mao Yi, Zhiyuan Zhang, Xin Lian, Jian Xu, Shuo Zhang, Lin Li, Xian-He Bu, Bioinspired “Intermolecular Pocket” in Soft Molecular Crystal of Porous Organic Cage Exhibiting Reversible Guest Recognition, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202421753
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202421753