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溶液中阴离子识别主要依靠静电作用？

来源: X-MOL 2017-09-18 16:21:17

想必大家对主客体化学的概念并不陌生。主体最初是指人工合成的有机大环分子，客体往往是体积较小的离子或者分子，主客体之间依赖非共价的弱相互作用力进行可逆的识别。主客体化学在现代化学中又称为超分子化学，这门学科虽仍处于发展期，但其潜在的应用前景涵盖了其他化学学科不曾涉及的领域。其中一个著名的例子是分子机器，Sir J. Fraser Stoddart、Jean P. Sauvage以及Ben L. Feringa因为在分子机器领域的贡献而获得了2016年的诺贝尔化学奖。

笔者要跟大家探讨的是以阴离子为客体的超分子化学。阴离子较阳离子在以往很长一段时间被忽略。随着社会对可持续发展的需求日渐增加，阴离子的重要性得到超分子化学家们越来越多的认识和重视。阴离子广泛参与清洁能源、环境整治、农业和水资源生产，又与基础化学学科息息相关，例如有机分子催化、材料科学以及药物化学。

目前在主体的设计上化学家们大多采用尝试法。利用电脑辅助分子设计（Computer-Aided Design, CAD）虽然可以大大提高候选主体的数量从而提高理想主体的发现概率，但是目前化学家们还无法准确预测主客体在溶液中的结合自由能，这使得CAD这一现代技术不能在该领域发挥作用。今天给大家带来的故事可以说为CAD的应用打开了一扇大门，更是对阴离子主体投入实际应用提供了更多的可能。故事的分子主角，Triazolophane，是时任美国印第安纳大学布鲁明顿分校（Indiana University Bloomington）化学系助理教授的Amar H. Flood（图1）课题组在2008年发现合成的化合物。

物理化学

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