基于三蝶烯手性分子笼的构筑及其应用研究

Organic cages have attracted much attention due to their unique three-dimensional structure and applications in supramolecular chemistry, material chemistry and organic catalysis. However, further development of chiral organic molecular cages that could be applied in chiral recognition and asymmetric catalysis is limited by their synthetic methods and chiral building blocks. Herein, this project focuses on the construction of a series of novel triptyene-based chiral organic molecular cages by chiral triptyene building blocks by using dynamic covalent reactions and metal-coordinated self-assembly methodologies, and the exploration of their applications in chiral recognition and supramolecular asymmetric catalysis. It is believed that this study not only contributes to the enrichment and development of chiral cage species, but also has important theoretical and practical significance for the functional applications of chiral supramolecular chemistry.

有机分子笼由于其独特的三维结构以及在超分子化学、材料化学与有机催化等领域的应用引起了人们的关注与重视。手性分子笼在手性识别与超分子不对称催化等方面有着更加广泛的应用，但是由于其构筑手段与构筑基元相对单一，致使其发展较为缓慢。本项目拟利用具有刚性三维结构的手性三蝶烯片段，通过动态共价反应与金属配位策略设计构建一类新型的手性有机分子笼，并探究其在手性识别与超分子不对称催化方面的应用。相信该研究不仅有助于手性分子笼种类的丰富与发展，而且对手性超分子化学的功能化应用也具有重要的理论与实际意义。

手性有机笼状化合物具有更加复杂的结构和新颖的手性性能,，在手性识别、手性催化、手性的传递以及手性材料方面有着广泛的应用，因此近些年也引起了化学家们的广泛重视。但是如何构建新型的手性笼则是一个难点问题。本项目以构筑新型手性笼状化合物，开发新的构筑基元、创制新的合成策略，并实现其功能化应用为目标，开展四方面工作：(a)以手性三蝶烯为基块通过金属配位和动态共价反应构筑手性分子笼并研究其在手性识别中的应用；由全三蝶烯构筑的螺芳烃为基块构建手性与水溶性的笼状化合物，并探究其手性转移性质；(b)以手性乙烯蒽为基元通过一锅煮的方法构筑手性笼状化合物章鱼芳烃，研究发现其对水中三对手性铵盐表现出高度对映选择性识别，络合常数高达10^6，选择性高达12.89；(c)以非手性的二甲氧基蒽为基元，构筑了两对新型手性笼状化合物塔芳烃。其具有良好的主客体识别性能，还具有强的圆二色吸收和蓝色圆偏振发光性质；(d)以非手性2,7-二甲氧基萘为基元，构筑一类新型手性笼状化合物碟芳烃，其具有深的富电子空腔、强的荧光性质与丰富的主客体识别性能，特别地手性铵盐可以于溶液中诱导动态外消旋碟芳烃的固有手性，导致主客体络合物显示出强的CPL性质，为构建CPL有机超分子材料提供一种新的途径。