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吉大楊英威教授課題組 CCR 綜述:超分子化學中的鹵鍵
2025-02-01  來源:高分子科技
關鍵詞:超分子化學 鹵鍵

  鹵鍵作為超分子化學中的一種重要作用力,近年來因其獨特的穩(wěn)定性、可調(diào)性和方向性,迅速成為分子組裝領域的研究熱點。與傳統(tǒng)的氫鍵相比,鹵鍵在分子間相互作用中的特殊性質(zhì)使其在超分子組裝、材料設計以及功能化應用中展現(xiàn)出巨大的潛力。鹵鍵不僅在提高分子間作用力的穩(wěn)定性方面發(fā)揮著重要作用,還能通過調(diào)節(jié)分子間的相互作用力,實現(xiàn)高度可控的超分子結構構筑,進一步推動新型功能材料的設計和應用。


  吉林大學化學學院楊英威教授課題組針對鹵鍵驅(qū)動的分子復合物和組裝結構進行了深入分析和研究,系統(tǒng)總結了這些超分子體系在實際應用中的最新研究成果。通過詳細探討鹵鍵在超分子組裝中的作用機理、結構特征及功能,該課題組為鹵鍵驅(qū)動的超分子組裝材料的設計提供了堅實的理論基礎和實踐指導。具體而言,該課題組在分析鹵鍵對分子組裝的影響時,提出了多個關鍵因素,如鹵素原子的種類、分子間的空間配位關系以及其他非共價作用力的協(xié)同效應。這些因素共同決定了鹵鍵驅(qū)動的超分子結構的穩(wěn)定性、可調(diào)性最終的功能表現(xiàn)。


1鹵鍵組裝形成的示意圖:(a) 傳統(tǒng)非共價相互作用(R-X···D)和 (b) 陽離子交換([D···X···D]+)。


  作者們重點介紹兩類主要的鹵鍵驅(qū)動機制:1 R-X···D 驅(qū)動的超分子組裝:包括基于鹵鍵的分子組裝形成穩(wěn)定的非擴展性復合物如大環(huán),分子膠囊,主客體等;以及通過鹵鍵的相互作用,分子能夠形成具有更大范圍和更高有序度的擴展性結構如共晶2[D···X···D]+ 驅(qū)動的超分子組裝:包括基于鹵鍵形成的非擴展性籠狀或膠囊狀結構;以及通過鹵鍵形成的超分子擴展結構XOFs鹵鍵作為超分子化學的一個重要發(fā)展方向,正在為多領域的創(chuàng)新提供基礎。在本文中,作者不僅回顧了鹵鍵驅(qū)動的超分子組裝的最新研究成果,還展望了它在實際應用中的巨大潛力。隨著科學技術的不斷發(fā)展,鹵鍵驅(qū)動的超分子組裝無疑將在材料科學、化學傳感、光電技術等多個領域發(fā)揮更加重要的作用。
文章第一作者為吉林大學化學學院在讀博士研究生劉奧


  論文信息:

  Halogen Bonding in Supramolecular Chemistry: From Molecular Components to Assembled Structures

  Ao Liu, Ying-Wei Yang*

  Coordination Chemistry Reviews

  To be cited as: Coord. Chem. Rev. 2025, 530, 216488.

  DOI: 10.1016/j.ccr.2025.216488

  https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S001085452500058X?via%3Dihub

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