安徽工业大学刘静欣教授&黄国正副教授团队：从主客体设计到智能应用—具有光致变色和荧光的瓜环基超分子聚合物

摘要：Aggregate在科睿唯安发布的期刊引证报告（JCR）中，连续四年位列“化学：综合”，“物理化学”和“材料科学：综合”三个学科Q1区，期刊最新影响因子为13.7；在2025年中国科学院文献情报中心期刊分区表中，位列化学大类一区TOP，并进入三个小类一区！

Aggregate《聚集体》致力于发表聚集体科学领域的基础和应用研究，涵盖材料化学、物理、生物、应用工程等广泛领域的重要进展和创新性成果。

Aggregate在科睿唯安发布的期刊引证报告（JCR）中，连续四年位列“化学：综合”，“物理化学”和“材料科学：综合”三个学科Q1区，期刊最新影响因子为13.7；在2025年中国科学院文献情报中心期刊分区表中，位列化学大类一区TOP，并进入三个小类一区！

Aggregate的收稿范围广泛，单分子或离子层次之上相关研究成果均符合期刊收稿范围，包括但不限于：有机聚集体、无机功能材料、有机 / 无机杂化体系、高分子聚合物、纳米粒子、低维材料、金属有机骨架、超分子组装体、刺激响应体系、清洁能源、光电器件、光伏电池、发光材料、化学传感、生物探针、医学成像、疾病诊疗、药物递送等众多前沿领域。

文章信息

通讯作者：刘静欣，黄国正（安徽工业大学）

Keywords：

cucurbituril

supramolecular polymers

photochromism

fluorescence

host−guest chemistry

文章简介

瓜环(Q[n]s)具有大小不同的疏水空腔，能够容纳各种各样的客体分子构建主客体化合物。研究表明，由于Q[8]和Q[10]的空腔较大，可用来包结两个客体分子的两个芳香基团（如苯基、吡啶基、萘基等）充当连接节点，构筑超分子聚合物。然而，Q[8]和Q[10]在水中的溶解度并不理想，这极大地影响了超分子聚合物的形成。相比之下，以Q[5]、Q[6]和Q[7]为主体的超分子聚合物的研究极为少见，因为它们的空腔太小，以至于无法同时容纳两个客体分子的两个芳香基团。因此，利用水溶性好而空腔小的Q[7]制备水溶性良好的超分子聚合物极具挑战性（图1）。

图1.基于Q[7]和噻吩紫精的超分子化合物的结构、性质、机理及应用示意图

本工作以4,4’-联吡啶、2,4,6-三(4-吡啶基)-1,3,5-三嗪和3-(溴甲基)噻吩为原料，设计并合成了三种噻吩紫精衍生物的客体分子，并研究了它们分别与Q[7]按不同化学计量比经自组装得到的五种超分子化合物的光致变色和荧光性质（图2）。

图2.基于Q[7]的主客体包结物和超分子聚合物的结构示意图

核磁共振波谱、高分辨质谱、恒温量热滴定和密度泛函理论计算表明，Q[7]可以容纳一个或两个客体分子的噻吩基团，从而形成主客体包结物或超分子聚合物，其中Q[7]充当连接节点。同时，所有基于Q[7]的主客体包结物和超分子聚合物都存在明显的光致变色行为（图3）。

图3. 五种固态超分子化合物的光致变色现象

由于Q[7]空腔内噻吩基团的分子间π⋯π堆积所引起的聚集导致发光淬灭（ACQ）效应，基于Q[7]的超分子聚合物保持荧光静默，而相应的基于Q[7]的1:1主客体包结物则由于空间限域效应表现出荧光增强。这些主客体包结物和超分子聚合物的光致变色行为和荧光增强特性，可以应用在可擦除无墨打印、多重防伪和信息加密等领域（图4）。

图4. 超分子化合物在无墨打印、多重防伪和多级信息加密方面的应用

以上研究论文以“Cucurbit[7]uril-Based Supramolecular Polymers with Dual Photochromism and Fluorescence: From Host‒Guest Design to Smart Applications”为题发表于Aggregate期刊，论文第一作者为安徽工业大学化学与化工学院的硕士研究生吴龙婧，通讯作者为安徽工业大学刘静欣教授和黄国正副教授。

通讯作者

黄国正，博士，安徽工业大学副教授。2015年博士毕业于德国维尔茨堡大学。2016年入选国家级高层次人才引进计划。2020年入选马鞍山“龙马工程”高层次人才。在Org. Lett., Eur. J. Med. Chem., Phytomedicine, Bioorg. Chem.等期刊累计发表各类论文74篇，论文共被引用900余次。申请发明专利19项, 其中13项获得专利授权. 参编图书1部。

刘静欣，博士，安徽工业大学三级教授。2007年博士毕业于厦门大学，2013年4月至2014年4月美国迈阿密大学国家公派访问学者。迄今，以第一作者或通讯作者在Chem. Soc. Rev., Adv. Opt. Mater., Chem. Eng. J., Chin. Chem. Lett., Inorg. Chem. Front., Org. Chem. Front., ACS Appl. Mater. Interfaces., J. Agric. Food Chem., Anal. Chim. Acta, Chem. Comm., Inorg. Chem., J. Org. Chem.等期刊上发表SCI论文98篇，论文共被引用2400余次。

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