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湖南大學何清課題組Coord. Chem. Rev.:共價有機分子籠在超分子分離中的研究進展及應用前景

來源:湖南大學      2025-04-22
導讀:共價有機分子籠(Covalent Organic Cages, COCs)是一類具有離散結構和可調控內空腔的分子材料,近年來在分子識別、陰離子傳感、催化反應、生物成像、藥物傳輸、氣體吸附與分離等領域展現出廣泛的應用前景。與傳統的金屬有機框架(MOFs)、共價有機框架(COFs)以及多孔有機聚合物(POPs)等材料相比,COCs兼具結構明確、種類繁多、可重現性高、易于溶液加工、可回收性好等諸多優點,尤其在結構動態性方面展現出獨特優勢。它們不僅能夠通過可逆鍵合構建多態結構,還能通過非共價作用實現組裝解離與重組,為其在復雜分離環境中的高效適應與精準調控提供了堅實基礎。
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近日,湖南大學何清課題組在《Coordination Chemistry Reviews》上發表題為 “Covalent Organic Cages in Supramolecular Separation”的綜述論文(Coord. Chem. Rev., 2025535, 216648),全面回顧了共價有機籠在超分子分離領域的起源、發展與未來方向。該綜述從COCs的結構設計與合成方法出發,系統梳理了其在多種分離場景中的應用,包括氣體分離、膜分離、陰離子及離子對萃取、手性與位置異構體分離、以及污染物的選擇性識別與去除。COCs由于其分子尺度的精細調控能力與超分子作用調節潛力,已成為新一代分離材料的研究前沿。該綜述為共價有機籠在超分子分離領域的未來研究與技術轉化提供了系統的思路與前瞻性指導該文還深入討論了當前COCs在實際應用中面臨的關鍵挑戰,包括可擴展的高效合成方法、構效關系的深入解析、以及與多孔材料協同集成的工程實現等。通過將COCs與MOFs、COFs等具有互補特性的框架材料結合,有望進一步拓展其在環境化學、能源分離、生物醫學等領域的應用邊界。

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湖南大學為獨立通訊單位Ishfaq Ahmad Rather 和王飛為共同第一作者,何清教授為獨立通訊作者。研究獲得了國家自然科學基金、湖南省自然科學基金、中國博士后科學基金以及中央高?;A研究基金(啟動基金)的資助。


文獻詳情:

 Covalent organic cages in supramolecular separation 
Ishfaq Ahmad Rather, Fei Wang, Rafia Siddiqui, Meiyue Zhang, Wei Zhou, Xiao Cai, Qing He* 
Coord. Chem. Rev.2025
https://doi.org/10.1016/j.ccr.2025.216648 
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