利用共价双金属踏轮式化合物分子骨架实现对气体分子的选择性包囊

受自然界生物化学过程中金属蛋白与气体分子作用的启迪，并根据分子识别基本原理，利用共价双金属踏轮式化合物的基本骨架，设计合成内置金属活性中心的双空穴化合物。这类化合物具备作为分子主体在电子性质和分子结构两方面的优势，对于合适的客体分子能够发挥其健合和几何立体屏障双重效应。此项目重点研究这种特型分子与气体小分子，包括O2、N2、CO、CO2、NOx、惰气单原子分子等之间的主-客体作用。研究工作将集中在金属中心、空腔几何构造和化学环境对气体分子包囊的影响。通过选择适当的双金属单体，控制金属与分子配体间的亲和力；利用不同几何性质的基团，调节空腔大小；引入二次配位、氢键或偶极作用，修饰其化学环境；优化主体对客体的选择性，实现对气体分子的捕集和识别。此项目对于气体的储存，催化应用以及监控有重要意义，同时，对配位化学、分子识别以及相关学科的发展起促进作用。