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南方科技大学 南科大蒋伟课题组在仿生分子识别领域取得多项研究成果( 二 )


图4具有氧化还原性质的萘笼
蒋伟课题组设计合成了柔性的萘基分子笼（naphthocage） 。 萘笼对有机阳离子表现出了极强的键合 ， 最高可达1010M-1 ， 这颠覆了人们对柔性主体分子识别能力的认识 ， 挑战了“预组织的结构才能有强键合”的传统观念 。 最近 ， 该课题组发现萘笼具有氧化还原性质 ， 可用于电化学控制阳离子的释放（图4） 。 这种特性有望用于制备电化学刺激响应性材料 。 该研究成果发表于《美国化学会志》（J.Am.Chem.Soc.2020,142,3306） ， 2016级南科大-柏林自由大学联培博士生贾飞为论文第一作者 。
南方科技大学 南科大蒋伟课题组在仿生分子识别领域取得多项研究成果
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图5.部分顺式萘基分子管的结构
蒋伟课题组发表在AccountsofChemicalResearch上的综述论文 ， 以“萘基分子管：具有仿生空腔特征的大环主体”（Naphthotubes:MacrocyclicHostswithaBiomimeticCavityFeature）为题 ， 介绍了该课题组近年来在内修饰萘基分子管方面的研究进展（图5） 。 论文从内修饰萘基分子管的设计理念、模块化合成、分子识别以及其在分析传感、智能材料、分子机器、自组装等领域的应用等多个方面对这类大环主体进行了归纳总结 ， 并对“内修饰”理念在新型大环主体的设计与应用进行了展望（Acc.Chem.Res.2020,53,198） 。 杨留攀为论文第一作者 。
南方科技大学 南科大蒋伟课题组在仿生分子识别领域取得多项研究成果
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图6具有芳香侧壁的构象自适应大环
发表在ChemicalSocietyReviews上的综述论文以“具有芳香侧壁的构象自适应大环”（ConformationallyAdaptiveMacrocycleswithFlippingAromaticSlidewalls）为题（图6） ， 总结了具有芳香侧壁的大环主体的构象变化特征、主客体性质 ， 并展示了其在手性传感、刺激响应自组装、分子开关等方面的应用 。 重点阐述了蒋伟课题组关于管芳烃、萘笼等大环主体的研究进展（Chem.Soc.Rev.2020,DOI:10.1039/D0CS00341G） ， 南科大高级研究学者王小平、2016级南科大-柏林自由大学联培博士生贾飞为论文共同第一作者 。
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图7棱柱芳烃的优化结构模型
此外 ， 该课题组近期还在《德国应用化学》发表了以“棱柱芳烃：一种新兴的萘酚基大环芳烃”（Prismarene:AnEmergingNaphthol-BasedMacrocyclicArene）为题的评论性文章 ， 对近期发表的新型大环主体（图7）进行了评论与展望（Angew.Chem.Int.Ed.2020,DOI:10.1002/anie.202003423） ， 杨留攀为论文第一作者 。
上述论文中发表在《美国化学会志》的研究成果由南科大与德国柏林自由大学合作完成 ， 发表在CCSChemistry上关于“药物分子识别”的研究成果由南科大与澳门大学合作完成 ， 蒋伟均为共同通讯作者；其余5篇论文 ， 蒋伟均为唯一通讯作者 ， 南科大为唯一通讯单位 。
以上研究得到了国家自然科学基金委、广东省“特支计划”、深圳市科创委、深圳市“鹏城学者”、广东省催化化学重点实验室和深圳市诺贝尔奖科学家实验室等项目或人才经费的支持以及南方科技大学分析测试中心、科学与工程计算中心的大力支持 。


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