含2-吡啶衍生物配体金属有机笼的合成及表征
摘要：金属-有机笼状化合物是一类人工合成的旨在模拟和学习酶催化过程的重要模型。金属-有机超分子体系同时具备无机金属离子以及有机配体的特点，能够通过金属离子对配体环境的调控，从而对组装成的超分子空间构型和性质产生很大的影响，同时，金属中心独特的对称性能够贯穿到整个体系的构筑，为合成具有特殊开口结构、限域的空腔提供可能；另外，金属-有机超分子体系适合的溶解性对获得明确的单晶结构是很有利的，这对于反应机理尚不完全清楚的部分金属酶的研究有很重要的意义。
关键词：金属有机笼；主客体包合；配合体
引言
金属有机笼结构是一类人工合成的用于模拟酶催化过程的重要模型。其拥有的尺寸和几何形状一定的空穴，不仅允许构建具有特殊动力学特征的给定结构，同时能够通过可复合多种底物或一个多功能底物的弱作用亚单元，实现对特殊物种多位点的高选择性识别。笼状化合物的构筑必须要通过设计和筛选合适的配位模式，全面考虑金属离子与有机配体之间的配位性质、几何形状、空间大小等相关因素。近年来，人们采用金属离子与含有N，O等原子的配体配位，通过自组装方法来获得各种金属有机笼结构。由于配位键的键能在共价键和弱相互作用之间，因而更有利于获得稳定的最终产物。
- 金属有机笼状化合物
人们开始采用金属与有机配体相互作用的自组装的方法来获得具有各种对称性且内部有空腔的多边形化合物和多面体化合物。在这一研究领域，Stang教授课题组引入了“边导向”和“面导向”的金属与有机配体自组装，通过合理的设计，构筑出了各种高对称性的多面体笼状化合物。选择适当的配体作为构筑模块与金属离子在不同的角度下如（60°、90°、120°等）通过强的配位键结合而形成各种构型的多边形结构，例如三角形、正方形、五边形、六边形或构成多面体的几何构型，例如三棱柱、八面体、立方体等。
四面体笼状化合物的组装有多种方式，较为常见的是四金属六配体M4L6结构，四个金属占据四面体的顶点，线形配体作为四面体的六条棱而组装出的结构。另一种是四金属四配体的M4L4结构，它是由平面形配体作为四面体的面与金属离子形成的四个顶点组装而成的。当配体是具有C3对称性的平面结构时，可与金属离子组装成具有Td对称性的四面体笼化合物。
2.四面体有机笼化合物
金属有机笼可以用于手性分离，对映选择性客体识别和传感以及立体选择性转化。该领域的进一步发展需要新的手性笼，以提供良好的手性空隙空间。最近，我们报道了利用亚组件组装制备四面体M4L6笼。这些笼组装在一起从八面体金属离子和C2- 对称双（二齿）配体，已观察到形成同手性结构的外消旋混合物，其中四个金属中心中的每一个具有相同的立体构型。这一观察意味着金属中心之间强有力的合作立体化学耦合，即它在能量上有利于一种结构（D或L）的金属中心具有相同结构的邻居。这种现象与Pfeiffer有着概念上的渊源，他首先证明金属中心的光学性质可以受体系中其他位置的立体中心的影响。最近的工作已经阐明了不同的因素可以调节这种耦合的强度，允许准备具有混合金属配置的笼。
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