摘要：长烷基链化合物在天然产物、药物及有机合成产物中具有广泛的应用，然而，由于其灵活的分子结构和较难结晶的特性，传统的单晶X射线衍射（SCXRD）方法难以应用于这类化合物的结构确定。

长烷基链化合物在天然产物、药物及有机合成产物中具有广泛的应用，然而，由于其灵活的分子结构和较难结晶的特性，传统的单晶X射线衍射（SCXRD）方法难以应用于这类化合物的结构确定。

与传统的结晶方法相比，长烷基链化合物的单晶生长极具挑战性，导致其分子结构的解析成为一大难题。为了突破这一瓶颈，科学界迫切需要一种新的有效方法来解决这一问题。然而，长烷基链的灵活性和分子运动往往使得其结构难以通过常规手段获得准确的分析结果。

有鉴于此，浙江大学黄飞鹤教授、陈志杰教授、华彬研究员等人提出了“超分子对接”（Supramolecular docking）这一创新概念，利用基于超分子大环的金属有机框架（MOFs）作为“分子捕手”，通过特异性地识别和结合长烷基链化合物，从而实现其单晶结构的系统性测定。相关研究成果以《Supramolecular docking structure determination of alkyl - bearing molecules》为题，于2025年4月9日发表在《Nature》杂志上。

“超分子对接”方法的提出解决了传统方法在长烷基链化合物分析中的难题。该方法通过将目标分子高效地嵌入到金属有机框架中，使其能够在一个有序的环境下排列，极大地减少了长烷基链化合物的构象运动，从而促进了单晶的形成和结构的稳定性。实验操作简便、所需时间短，且适用的底物范围广泛，尤其是在药物、天然产物及有机合成产物的结构分析中展现出了极为广阔的应用前景。

这一方法的创新性不仅在于其独特的超分子对接理念，还为基于框架的结构分析提供了新的策略，为科学家们开辟了新的研究方向，显著推进了结构确定领域的发展。更为重要的是，团队的研究进一步拓展了金属有机框架的应用范围，使其在分子识别和结构分析方面发挥了更加重要的作用。

论文的共同第一作者为浙江大学化学系博士后吴奕韬、浙江师范大学特聘教授史乐与南京大学徐磊博士，通讯作者包括浙江大学化学系黄飞鹤、华彬、陈志杰以及德克萨斯大学奥斯汀分校Jonathan L. Sessler教授。

（1）实验首次提出了“超分子对接”方法，通过将含长烷基链的分子嵌入基于超分子大环的金属有机框架（MOFs）中，成功解决了传统单晶X射线衍射（SCXRD）无法有效分析这类分子的问题。

（2）实验通过Pillar[5]芳烃掺入的MOF框架，利用其对长烷基链化合物的特异性识别和宿主 - 客体相互作用，成功实现了48种含烷基链分子，包括6种天然产物、2种药物和18种定制化合物的单晶结构的测定。

（3）该方法的优势在于操作简便，实验所需时间短，且无需复杂的溶剂交换过程，相较于传统的CS和MOF方法具有更高的效率和普适性。

（4）实验还通过SCXRD成功地解析了来自粗反应产物的含烷基链分子的结构，表明该方法在结构解析中的高效性和广泛适用性。

（5）此外，通过该方法，还成功解决了14个未知化合物的结构，结合核磁共振（NMR）和质谱数据，验证了其在未知化合物结构解析中的有效性。

图2.利用超分子对接策略确定的目标分子1~63的化学结构

图3.EtP5 - MOF - 2中目标分子1–25、40–56和58–62的单晶结构

图4.EtP5 - MOF - 2中目标分子50–63的盲实验

总之，本文报告了一种超分子对接策略，旨在解决与含烷基链分子结构测定相关的挑战。该方法在结构分析中可能发挥重要作用，特别是在分析在典型实验室条件下获得的各种产品（如液体、粘性物质、固体或不稳定样品及混合物）时具有应用潜力。

值得注意的是，金属有机框架（MOF）载体的合理设计一直是基于框架的结构测定中的一个挑战。超分子对接方法为框架结构分析提供了一个概念性指导原则，利用可设计和定向的超分子宿主 - 客体识别策略，显著推动了结构测定领域的发展。然而，当前方法仍面临一些潜在的局限性，特别是在高分子量和结构复杂分子的结构测定中。未来的研究将聚焦于将多种超分子对接宿主整合进MOFs中，以促进对各种化合物的结构测定。

来源：莱娜探长