周宏才/方煜/朱成峰JACS: 首例同手性“笼中笼”实现高效对映选择性拆分

多孔配位笼，也被称作金属有机笼或者金属有机多面体等，是一类具有规则纳米尺寸空腔的分子组装体。这些空腔类似于酶的活性口袋，可以提供独特的微环境，已经被应用于催化，识别，分离以及传感等领域之中。被包裹的客体分子在空腔中可以改变优势构型以及反应性。在过去十几年中，具有特殊构象和功能的多孔配位笼的构筑策略已经被Stang，Fujita，Nitschke等人建立。最近，人们正在努力构建模拟酶的手性配位笼，用于满足日益增长的手性选择性识别方面的社会需求。尽管目前已经有一些具有同手性的金属配位笼的例子例如Pd6L4八面体，Ga4L6四面体等被报道并被证明具有有效的手性识别及催化性质，然而仅有少数的例子被证明可以用于重要手性分子或中间体的手性分离。另外，具有双壁拓扑结构的手性笼目前还没有被报道。合成同手性的具有复杂拓扑结构的笼状分子仍然具有挑战性。为此，美国德克萨斯农工大学的周宏才教授，湖南大学方煜教授以及合肥工业大学朱成峰副教授团队构筑了一个同手性多孔配位笼，可以对多种手性分子实现高效手性分离。该工作以题为“Homochiral Dodecanuclear Lanthanide “Cage in Cage” for Enantioselective Separation”发表在《J. Am. Chem. Soc.》上。

文章亮点：

1. 使用光学纯的羰基功能化的基于氨基酸的配体与镧离子配位构筑了同手性的多孔配位笼，(Δ/Λ)12-PCC-57。该金属有机配位笼具有十二个镧离子作为核。该结构为首例被报道的八面体“笼中笼”框架；

2. 该配位笼展现出非常好的对映选择性分离性质。可以以最高99.9%的ee值分离外消旋醇以及一些重要的手性药物前体例如2,3-二氢喹唑啉酮以及消旋的DHZQs等。

双壁配位笼及其八面体内部（紫色）和外部（青色）笼的结构视图

名称：材料科学前沿

ID：MaterialFrontiers

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