p-Sulfonatocalix[4]arene与冠醚互动：分子胶囊与俄式套娃结构的揭示

本文探讨了杯芳烃（p-sulfonatocalix[4]arene，SO3[4]）在超分子化学中的应用，特别是在与冠醚（crown ether）相互作用中的独特性质。研究者利用扩散有序1H核磁共振（diffusion-ordered 1H NMR）技术，深入分析了SO3[4]与不同带电冠醚物种在水溶液条件下的结合强度。实验结果表明，对于带有双电荷的二氮杂冠醚（diazacrown ethers），SO3[4]表现出强效或非常强的结合力，其结合常数范围在5.1×10^(-2)到9.9×10^5 M^-1之间，这揭示了这类分子胶囊（基于p-sulfonatocalix[4]arene和镧系金属）快速捕获azacrown ethers的现象。 在分子水平上，这一发现解释了“俄罗斯套娃”（Russian doll）结构的形成，这是一种溶液相中形成的嵌套超离子复合物。这种现象涉及到冠醚分子在p-sulfonatocalix[4]arene分子笼中的逐级嵌套，如同俄罗斯套娃一样层层叠加。套娃结构不仅展示了分子间高度的选择性和识别能力，还体现了超分子化学中自组装和调控的能力。 此外，作者Scott J. Dalgarno、Julie Fisher和Colin L. Raston的研究工作集中在p-sulfonatocalix[n]arenes的合成易得性、功能化改造以及它们在生物活性中的应用，如酶抑制、离子通道阻断和抗病毒特性。他们利用这些分子的独特性质，设计并探索了这些分子在形成分子胶囊和超离子复合物时的动态行为，为超分子设计提供了新的见解和可能的应用途径。 本文的主要知识点包括：杯芳烃与冠醚的相互作用、扩散有序1H NMR技术在研究中的应用、结合常数的测定、超分子“俄罗斯套娃”结构的形成机制，以及p-sulfonatocalix[4]arene在生物活性和超分子组装中的多功能性。这些研究成果对于理解超分子体系的结构与功能关系，以及开发新型功能性材料具有重要意义。