近期，太阳集团app首页周小平/李丹教授團隊在Coordination Chemistry Reviews期刊上發表了題為“Imidazole-based metal-organic cages: Synthesis, structures, and functions”的綜述文章（Coord. Chem. Rev.2022, 455, 214354）。

由金屬離子與配體通過配位驅動自組裝得到的超分子配合物或離散的配位化合物（如螺旋、鍊、環等），因為其可設計性及優美的結構，在合成及應用研究中都引起了科學家們的關注，其中金屬-有機籠（或金屬-有機多面體）作為膠囊類的配合物，是重要的研究對象之一。

該論文系統地介紹和分析了咪唑基金屬-有機籠的合成方法：經典的溶液合成法、溶劑熱合成法和後修飾合成法；總結了利用邊-定向和面-定向自組裝策略以及咪唑基團的配位方式多樣性進行設計；按照幾何構型進行合理分類，如四面體、立方體、八面體、菱形十二面體、五角三四面體、雙帽四方反棱柱以及棱柱體等。

論文全面總結不同構型的咪唑基金屬-有機籠所具有的潛在功能和應用前景，包括主客體化學、發光材料、磁性、催化、質子傳導以及生物效應等：

（1）具有不同尺寸、形狀、電荷以及親/疏水性的咪唑基金屬-有機籠對不同客體展現出有區别的主客體化學，可用于選擇性包封陰離子客體、多環芳香化合物、富勒烯等。同時，還表現出客體誘導的結構自适應性以及牢籠分子特性，可分别用于陰離子以及氣體分子的有效封裝。另外，作為超分子構築單元形成晶态的超分子框架結構，可以用于氣體、染料以及生物分子的吸附與封裝。

（2）咪唑基金屬-有機籠具有的立體空間結構有利于修飾有機發光基團并調節其空間排布，同時可以利用配位作用提供剛性環境用于調節體系的發光性質。此外，所具有的不同空腔以及所形成的多級次聚集體，可通過調控主體與客體熒光分子間的多種超分子相互作用，用于構築先進的發光材料。

（3）咪唑基金屬-有機籠所具有的密閉空腔可以提供特殊的微環境用于特定有機反應的限域催化，也可以利用配位未飽和的金屬位點用于小分子的催化轉化以及染料分子的催化降解。

（4）通過調節金屬離子的種類、價态以及封裝客體的種類等方式，可對咪唑基金屬-有機籠體系的磁性性質進行有效調控。

（5）含有多類型氫鍵的咪唑基金屬-有機籠體系具有較好的質子傳導性質。

（6）咪唑基金屬-有機籠在生物相容性方面具有獨特的優勢，可以有效降低生物毒性，也可以利用其獨特的空腔包裹藥物分子或熒光分子，以實現藥物緩釋、生物成像等功能。

論文還分析闡述咪唑基金屬-有機籠的結構與性能之間的關系，對該領域未來的發展方向和挑戰做了展望。這些系統性的總結為後續設計合成具有先進功能的新型金屬-有機籠提供啟示作用。此項工作得到國家自然科學基金、廣東省自然科學基金等資助支持。

原文鍊接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010854521006287