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發展功能化的超分子體系是超分子化學領域的研究重點。在生物體內，由于酶和受體的屏蔽作用，單個分子與水介質等分離而受限在其小空間內，導致催化、信號傳導、代謝和復制等奇特的生物現象。但由于對現象過度關注，人們往往容易忽視限制在這些過程中的科學本質。于洋研究團隊試圖回答相關生物過程的科學本質，圍繞人工酶模型的構筑這一主題開展研究。基于雷瑣酚杯[4]芳烴具有的獨特半球形骨架，發展了一種通過自組裝手段自上而下構筑具有酶疏水空腔的超分子膠囊的新策略，提出了受限空間影響客體分子行為的概念（Acc. Chem. Res.2018,51,3031）。

Folded molecules in cavitands

該研究團隊利用氫鍵、硫鍵和金屬配位鍵等非共價鍵構筑三類新型的超分子膠囊。通過客體分子的折疊，使得客體分子遠離的兩端官能團相互靠近，完成了不同尺寸中環化合物的有效合成（Angew. Chem. Int. Ed.2018, 57, 15091）。基于兩親性客體在主體空腔和水介質中分布的差異以及Se…N的相互作用模式，分別實現分子的去對稱化（PNAS2019,116, 19815;J. Am. Chem. Soc.2020,142, 2396）和全疏水膠囊的構建及其選擇性識別（PNAS2019,116, 17648;J. Am. Chem. Soc.2020,142, 5876）。在未來的研究中，研究團隊將擴展這類大環主體分子的結構，實現更全面更細致的結構仿生模擬，構建具有酶功能的大環主體庫，重點探索其限域空間的小分子行為，為超分子化學功能與應用研究提供新的大環主體空間。

相關研究工作得到了上海大學理學院及化學系和物理系博士后流動站的大力支持，并在國家自然基金、上海大學高峰高原學科建設、上海市教委東方專項和上海市高水平地方高校創新團隊“仿生智能高分子材料”等項目的資助下完成。

本論文鏈接：https://authors.elsevier.com/c/1bDPd8jWHE78Ny