華東理工大學教授曲大輝、副教授顧睿銳團隊與合作者提出了一種由主體分子導向的動態組合庫篩選策略，可有效降低篩選工作量，助力動態共價客體結構的開發與應用，未來可推廣至其他動態共價鍵和大環主體，為自適應主客體分子組裝、動態共價功能材料的設計提供新工具。相關研究成果近日發表于《德國應用化學》。
動態共價化學利用可逆共價鍵賦予體系動態性，主客體化學則依靠非共價作用實現選擇性分子識別。將二者協同，有望通過動態共價-非共價協同策略構建力學性能優異且可響應、可循環的動態智能材料。然而，主客體結合取決于分子形狀、尺寸及電荷分布等多種因素，僅憑經驗難以高效開發動態共價客體。
研究團隊以亞胺為動態共價客體結構，以柱[5]芳烴（EtP[5]、MeP[5]OTf）為大環主體分子進行探索。當加入主體后，結合能力較強的亞胺被優先包結，使體系平衡向生成強結合客體的方向移動。此時，優勢客體在組合庫中的比例顯著增加，表明通過比較加入主體前后的組分分布，便可識別最適合該主體的客體，而不必逐一合成并測定所有候選物。
在簡單的[2×2]組合庫中，主體顯著放大了A2B2，證明該方法能夠反映主–客體結合引起的平衡變化。研究團隊進一步擴大至含16種亞胺的[4×4]組合庫，以及基于氟譜的[5×5]組合庫。為減少游離胺競爭和組分間拮抗產生的誤判，研究人員采用[2×10]組合庫，最終篩選出A13B2客體，其與EtP[5]結合常數為（2.2±0.1）×103 M-1。二維核磁、密度泛函理論計算和單晶結構共同證明，篩選出的亞胺進入了EtP[5]空腔并形成主客體復合物。
基于主客體驅動的組分重構與放大效應一鍋法篩選動態共價客體。研究團隊供圖
相關論文信息：https://doi.org/10.1002/anie.7195803
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