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我院青年教师史兵兵在超分子大环主客体分子识别领域取得系列创新性研究成果

【发布单位: 发布时间:2022-05-07 浏览量:1050

作为超分子化学研究的一个重要领域,基于大环主体的主客体识别自始至终都是超分子化学家们研究的热点。设计新的超分子大环主体以及大环主体的主客体分子识别体系,以满足主客体化学研究和发展的需求、进一步丰富超分子化学的研究领域,一直以来都是超分子化学家们所努力的一个方向。由于大环主体分子优良的主客体识别性质,基于大环主体的主客体识别体系已经在诸多领域得到了发展和应用,比如:超分子聚合物,人工跨膜通道,机械互锁结构,有机无机杂化材料,可控自组装及纳米载药系统以及精准吸附与分离等,体现了基于大环主体的分子识别在超分子化学领域中巨大的研究和应用价值。我院青年教师史兵兵在超分子大环主体的主客体分子识别领域取得了一系列创新性研究成果,主要包括:

1、离散Pt金属大环的主客体分子识别及其在构筑功能超分子材料中的应用

上世纪九十年代Peter J. Stang教授和Makoto Fujita教授等在基于金属配位键的自发形成以及定向性的原则下,通过对构筑基元的设计与选择,利用含Pt受体和刚性的有机供体制备出了具有不同结构和功能的离散金属大环主体分子。Pt金属大环主体分子具有形状及空腔大小可控的优越特点,但是由于其较强的离散性和动态可逆性,使得基于Pt金属大环的主客体识别体系很难建立,进一步限制了其在构筑功能超分子结构及材料中的应用。利用Pt金属大环的主客体识别来制备超分子自组装体将会使其具备一些独特的性质,例如来自于金属大环空腔的独特的功能性和来自金属元素所特有的光物理性质等。然而,基于Pt金属大环的主客体识别体系以及基于Pt金属大环主客体识别构筑的超分子自组装体还很少被报道。因此,受大环主体主客体分子识别及Pt金属大环自组装的启发,我院青年教师史兵兵与美国犹他大学Peter J. Stang教授以及浙江大学黄飞鹤教授合作,发展了一类新颖的Pt金属大环主客体分子识别体系,并利用这类主客体分子识别构筑了具有不同结构和功能的超分子自组装体,主要包括:(1)利用Pt金属大环主客体分子识别构筑了具有不同拓扑结构和功能的超分子聚合物材料,相关研究成果发表在综合类国际顶级期刊J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 11837–11841;J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 6494–6496。

1 基于Pt金属大环主客体识别构筑的线型超分子聚合物。

2)通过Pt金属大环以及环糊精大环的主客体分子识别作用,构筑了一种酶响应性超分子两亲分子,该两亲分子可以自组装成囊泡结构并应用于药物分子的酶响应性可控释放。相关研究成果发表在无机化学类国际著名期刊Inorg. Chem, 2022, DOI: 10.1021/acs.inorgchem.2c00978

2 基于Pt金属大环主客体识别及环糊精主客体识别构筑的酶响应性可控释放体系。

2. 新型偶氮苯大环芳烃的光响应性主客分子识别及其在光控吸附分离中的应用

基于大环主体的主客体识别一直以来都是超分子化学研究的核心内容,冠醚、环糊精、杯芳烃、葫芦脲和柱芳烃被称为是超分子化学发展史上最重要的五代大环主体分子,每一代大环主体分子的出现都极大地推动了超分子化学的发展。考虑到设计合成新的大环主体化合物及其主客体分子识别以满足主客体化学研究和发展的需求、进一步丰富超分子化学的研究领域,一直以来都是超分子化学家们所努力的一个方向。我院青年教师史兵兵与浙江大学黄飞鹤教授合作,构筑了一系列具有光响应性的偶氮苯大环芳烃分子,实现了光控主客体络合与解络合,并成功地将该主客体分子识别应用于芳香类化合物同分异构体的光控吸附分离。相关研究成果发表在综合类国际顶级期刊J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 3081−3085;Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 5766−5770。

3 偶氮苯大环主体分子及其在芳香类化合物的光控吸附分离中的应用。

 

史兵兵简介:1989年出生于甘肃省天水市。兰州大学化学学士学位,西北师范大学化学硕士学位(导师为张有明教授),浙江大学化学博士学位(导师为黄飞鹤教授-长江学者)先后在美国犹他大学化学系(合作导师为Peter J. Stang教授-美国科学院院士,中国科学院外籍院士)和香港科技大学化学系(合作导师为唐本忠教授-中国科学院院士)从事博士后研究。201811月入职西北师范大学。主要研究方向为超分子大环的主客体分子识别及其自组装。至今已在国际著名核心化学期刊上发表超分子化学及材料化学相关SCI论文100篇,其中一作及通讯作者论文38篇(包括4篇J. Am. Chem. Soc.,1 Angew. Chem. Int. Ed.,1 篇Adv. Opt. Mater. 等)。到目前为止发表的论文已被引用超过3000次,h-index为34至今已申请中国专利5项。到目前为止担任Chin. Chem. Lett. (IF = 6.779) 青年编委Frontiers in Chemistry(IF = 5.221) Review Editor

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