與外壁作用相關的瓜環基超分子化學

陶朱　祝黔江　陳凱

摘要：自從2014年提出瓜環外壁作用的概念以來，促進了“瓜環外壁作用”相關的瓜環化學發展。瓜環外壁作用源于靜電勢呈正性的外壁與各種靜電勢呈負性的物種、陰離子以及含芳環有機分子等的相互作用，因而涉及多學科多領域。如外壁作用可驅動瓜環基超分子框架的構筑，根據作用方式的不同，包括：1）自身誘導外壁作用；2）陰離子誘導外壁作用；3）芳環誘導外壁作用等多種構筑方式，而所構筑的瓜環基超分子框架可能涉及到（雜）多酸化學、杯芳烴或柱芳烴化學等，同樣也具有框架多孔材料特有的多相催化、吸附和離子交換等特性。設計和構建具有結構新穎和性質特異的瓜環基超分子框架，不僅能進一步擴展框架化學的研究內容，還能開辟新的研究方向。作為最重要的驅動力——自身誘導外壁作用能促使瓜環產生光致聚集發光，這是所有瓜環固有屬性。瓜環在固體狀態和溶液狀態下呈現光致發光特性，而另外2種外壁作用——陰離子誘導和芳環誘導外壁作用則能削弱或改變瓜環聚集狀態光致發光特性。這些外壁作用導致的瓜環聚集狀態光致發光特性的差異恰好可用于不同陰離子或有機分子的響應，具有重要的基礎研究價值和廣泛的潛在應用前景。再者，瓜環的自身誘導外壁作用致使瓜環分子具有相互聚集的特性，加之瓜環端口羰基氧的親水固有屬性，因此瓜環還具有形成水凝膠的傾向，可能被應用于生物學、醫學、保健等諸多領域。若結合瓜環的光致聚集發光特性，瓜環可形成光致發光的水凝膠。

關鍵詞：瓜環；外壁作用；超分子化學；框架結構；聚集發光；水凝膠

中圖分類號：O641.3文獻標志碼：A實驗室自2000年開始從事與瓜環（Q［n］）有關的化學研究以來，最初幾年的研究主要集中于瓜環化學的主流方向——瓜環的主客體化學領域［1-6］。直至2008年才選擇了較為邊沿的瓜環的配位化學［7-10］為突破口，主要開展瓜環與金屬離子配位作用的研究。探討合成了一系列瓜環與金屬離子的配合物、瓜環與金屬離子的配位形成的超分子自組裝體，其中不乏瓜環基金屬有機框架（MOFs）［10-12］，而更為重要的是在研究過程中發現瓜環的外壁作用，且于2014年提出了瓜環的外壁作用化學［13］，開啟了外壁作用驅動的瓜環基超分子框架的研究［14-16］。不僅如此，還發現越來越多與瓜環外壁作用相關的瓜環化學，如瓜環的自身誘導外壁作用能促使固體狀態和溶液狀態下的瓜環產生光致聚集發光，這是所有瓜環固有屬性［17］。又如瓜環的自身誘導外壁作用致使瓜環分子具有相互聚集的特性，加之瓜環端口羰基氧的親水固有屬性，因此瓜環還具有形成水凝膠的傾向［18-19］。瓜環外壁作用源于靜電勢呈正電性的外壁與各種靜電勢呈負電性的物種、陰離子以及含芳環有機分子等的相互作用，因而具有可能涉及學科廣，可能推廣應用領域多的特點。基于此，本文從瓜環基超分子框架驅動力來源，歸納總結了近期在瓜環簇聚誘導發光化學、瓜環基凝膠化學等方面取得的新進展。

1 外壁作用驅動的瓜環基超分子框架

2016年諾貝爾化學獎授予Sauvage，Stoddart，Feringa以表彰他們在分子機器研究領域取得的成就，而2018年沃爾夫化學獎授予Fujita和Yaghi以表彰他們在框架化學研究領域取得的成就。諾貝爾化學獎在近30年間兩度花落超分子化學領域，而具有諾貝爾化學獎風向標的沃爾夫化學獎能花落框架化學領域均表明當今化學前沿里的重要研究方向。而兩者結合的超分子框架材料，如配位框架材料［20-21］、金屬-有機框架（MOFs）［22-26］、共價有機框架（COFs）［27-29］、超分子有機框架（SOFs）［30-31］則廣泛存在于各種無機及有機框架材料，且具有如吸附、釋放、鑒定、傳感和催化等不同的功能和應用。

瓜環（Q［n］s）是一類由n個苷脲單體通過2n個橋聯亞甲基聯接而成的大環化合物［32］。能反映其性質的瓜環表面靜電勢計算結果表明，瓜環的空腔內表面靜電勢呈近中性，羰基端口靜電勢呈電負性，而外表面靜電勢呈電正性。大量實驗結果已驗證利用瓜環的空腔以及端口，即瓜環的主客體包結作用以及端口的配位作用可以構筑各種瓜環基超分子框架結構［9-14］，而利用靜電勢呈電正性外壁，即瓜環的外壁作用亦可構筑瓜環基超分子框架結構［13］。雖然瓜環的外壁作用源于靜電勢呈正性的外壁，由于可作用的對象不同，如與靜電勢呈負性的相鄰瓜環端口羰基氧原子作用，這里稱之為自身誘導外壁作用（圖1（a））；與陰離子作用以及與含芳環有機分子的作用，這里分別稱之為陰離子誘導外壁作用以及芳環誘導外壁作用（圖1（b），（c））。因而外壁作用驅動構筑的瓜環基超分子框架也大致可分為3類［14-16］：自身誘導外壁作用驅動的瓜環基超分子框架；陰離子誘導外壁作用驅動的瓜環基超分子框架；芳環誘導外壁作用驅動的瓜環基超分子框架。

1.1自身誘導外壁作用驅動的瓜環基超分子框架

最早被發現的瓜環基超分子框架是韓國Kim研究組2007年報道的從鹽酸介質中結晶得到的Q［7］基超分子框架［18］。除此之外，他們還陸續報道了同樣在鹽酸介質中結晶得到的Q［6］和Q［8］通過自身誘導外壁作用構筑的瓜環基超分子框架體系（圖2（b），（c））［33-36］。本重點實驗室研究經多年的努力和積累，可批量合成多種瓜環，包括系列無取代普通瓜環（Q［5］，Q［6］，iQ［6］，Q［7］，iQ［7］，Q［8］，Q［10］，Q［5］@Q［10］，tQ［13］，tQ［14］，tQ［15］ ，…）；部分及全烷基取代瓜環，包括甲基-，半甲基-，環丁基-，環戊基-，環己基-等系列全取代瓜環；部分及全羥基化瓜環等數十種瓜環。越來越多的實驗結果也表明不同的瓜環在一定條件下都可形成具有不同結構特征的瓜環基超分子框架。如在鹽酸介質中，Q［5］、Q［8］、Q［10］等均可形成瓜環基超分子框架結構（圖2（a），（c），（e））［37-39］。

選用不同溶劑，包括水和不同濃度的各種無機酸、有機酸，這些瓜環都有可能通過自身誘導外壁作用構筑形成不同的瓜環基超分子框架，體現出自身誘導方式構筑瓜環基超分子框架多樣性的特點。不僅如此，這些瓜環基超分子框架還表現出框架材料具有的吸附、檢測、傳感等不同的功能特性，如Q［6］基超分子框架可選擇性吸附乙炔或二氧化碳［33-34］；另外，Q［6］或Q［8］基超分子框架結構具有離子通道的特性［35］。本實驗室在HCl溶液中獲得的半甲基取代Q［6］構筑超分子框架則對甲醇具有選擇性吸附特性［39］。最近又發現Q［10］基超分子框架吸附染料8-羥基喹啉形成熒光探針可高選擇性地識別吡啶［40］。

1.2陰離子誘導外壁作用驅動的瓜環基超分子框架

1.3芳環誘導外壁作用驅動的瓜環基超分子框架

芳環誘導外壁作用源于瓜環外壁（上的羰基）與結構導向試劑中芳環間的π鍵作用，瓜環外壁（上的橋聯亞甲基，苷脲次甲基等）間的C—H…π相互作用等（圖1（c））。與陰離子誘導外壁作用相似，芳環誘導與自身誘導外壁作用也是一種競爭關系，也就是說，含芳環的有機分子與瓜環外壁的作用有助于瓜環基超分子框架形成的同時亦可削弱相鄰瓜環間的作用，即自身誘導外壁作用。若含芳環的結構導向試劑中還含有羧基或磺酸基等陰離子，則瓜環基超分子框架結構中還能觀察到陰離子誘導作用。

一個典型事例是南京大學孫為銀團隊以既含有芳環，又含有羧基陰離子的4，4′，4″-苯基-1，3，5-三苯甲酸（H3BTB）為結構導向劑，合成得到2個結構相似的Q［6］和Q［7］基二維蜂巢狀超分子框架。其中瓜環通過自身誘導外壁作用形成二維蜂巢狀瓜環基超分子框架，而結構導向試劑H₃BTB也形成層狀，并通過陰離子誘導外壁作用及芳環誘導外壁作用鑲嵌在二維蜂巢狀瓜環基超分子框架之間，形成三維超分子框架（圖5（a），（b））。圖5（c），（d）分別詳細展示了這些外壁作用。應當說明的是，體系中存在水分子之間以及與瓜環端口羰基氧原子間形成的氫鍵網絡在框架結構的構筑中也應當發揮了一定作用，為了示意圖的清晰明了作了省略。進一步的功能性質研究表明，在中性環境條件下，在Q［6］基超分子框架體系中引入堿金屬鹽混合物，該體系可選擇性捕獲銫離子（Cs⁺），而在酸性環境下又可將捕獲的Cs⁺釋放出來（圖5（f））。其原因在于二維瓜環層中“三Q［8］瓜環分子單元”結構留下的框架結構恰好能容納大小合適的銫離子（圖5（c），（d））［42］。

含芳環的化合物體系很多，由n個亞甲基與n個苯環連接形成的杯芳烴（C［n］As）則是一類理想的體系［43-45］，其結構中芳香環以及環上陰離子型取代基通過外壁作用容易與瓜環形成Q［n］/C［n］A基框架。這不僅可在瓜環化學或杯芳烴化學領域里拓展新的研究方向，還可能開發出具有結構新穎和性質特異的新型框架材料體系。早在2008年，廈門大學龍臘生教授團隊就報道過結構新穎的Q［6］/磺化杯芳烴（SC［n］A）超分子框架［46］。最近本實驗室在鹽酸介質中也合成得到一系列Q［n］/SC［n］A基超分子框架，并詳細考察了其中Q［8］/SC［6］A基超分子框架（圖6（a），（b））［47］，它是由Q［8］分子構成的二維超分子框架（圖6（c））和SC［6］A分子構成的網層（圖6（d））交替堆積而成。仔細觀察可發現，每個Q［8］分子通過自身誘導外壁作用與框架中4個相鄰的Q［8］分子相互作用（圖6（e）），并通過陰離子和芳香誘導外壁作用與2個SC［6］A分子相互作用（圖6（e））。這些相鄰的Q［8］分子之間的相互作用距離在2.996～3.404 ?（1 ?=1×10-10 m）范圍內。呈近乎平椅型結構的SC［6］A分子鑲嵌在其兩側的6個Q［8］分子之間（圖6（f））。由于存在如圖6（g）所示的三Q［8］金屬離子捕集單元結構，我們考察了該超分子框架對系列堿金屬及晶體金屬離子的捕集能力和選擇性能。實驗結果表明，該框架不僅易于構建，而且穩定。由于含有二維Q［8］基框架層中存在大量三Q［8］單元結構而表現出堿金屬離子和堿土金屬離子的選擇性捕獲。選擇性順序為Ba²⁺>Sr²⁺≈Ca²⁺>K+>Na+>Cs+>Rb+。另外，利用可獲得最穩定的不溶性Q［8］/SC［6］A/Ba²⁺基超分子框架的特性，可將該框架已

（a）（b）分別沿c和a軸觀察Q［8］/SC［6］A基超分子框架的晶體結構；（c）（d）二維Q［8］基超分子網層和二維SC［6］A基網層交互堆疊構建Q［8］/SC［6］A基超分子框架；（e）框架中每個Q［8］分子通過3種類型的外壁作用與4個相鄰Q［8］分子和2個SC［6］A分子作用；（f）框架中每個SC［6］分子通過陰離子和芳香誘導外壁作用與6個相鄰Q［8］分子作用；（g）二維Q［8］基超分子網層中的“三Q［8］分子”單元結構。

捕獲的其他金屬離子釋放出來，而后再采用H₂SO₄/HCl混合酸沉淀捕獲的Ba²⁺離子以回收再利用（圖7）。因此，該框架有可能用于海水淡化、鉀離子富集、放射性銫離子污染源處理、金納德處理或水軟化等應用。

2自身誘導外壁作用驅動的瓜環簇聚發光瓜環（Q［n］s）具有熒光，這似乎難以置信。瓜環結構中并無傳統發色基團，怎么可能發光？但實驗室最近的研究發現，不僅所有由自身誘導外壁作用驅動的瓜環基超分子框架晶體具有光致發光特性（圖8（上）），所有瓜環的水溶液也具有光致發光特性，圖8（下）展示了不同濃度Q［7］水溶液的光致發光特性［17］。這是否與瓜環的聚集狀態有關？發光機制又為何？

聚集誘導發光（aggregation-induced emission，AIE）是本世紀初唐本忠院士在研究硅雜環戊二烯衍生物的發光性質時發現的［48］，其發光機制源于這類化合物中發光芳香基團的旋轉或振動因聚集受到限制而趨于共平面化［49］。但這種聚集發光機制顯然很難解釋瓜環的聚集發光機制。隨著AIE現象研究的不斷發展和深入，越來越多具有AIE特性的非常規發光體系被開發，并廣泛應用于生命科學、光電子學、化學探針或生物探針等領域。一些并不含芳香環生色團和共軛結構的化合物，如2016年袁望章研究員團隊首先發現的聚丙烯腈等聚合物，特別是近年來發現的非芳香族氨基酸等有機小分子也能呈現AIE特性。其發光機制可能源于聚丙烯腈中氰基的簇聚［50-51］或非芳香族氨基酸中C—H…OC、N—H…OC和O—H…O—H氫鍵、CO…C—H、OC…H—N、H—O…O—H相互作用以及CO…N—H短接觸等因聚集而產生的相互作用［52］。為區別于典型的AIE現象，他們提出簇聚誘導發光（clustering-triggered emission，CTE）的概念專門描述不含芳香環生色團和共軛結構的化合物的發光現象［51-52］。通過總結已報道的CTE相關研究，簇聚誘導發光體系的共同特征可歸納為以下幾點：（1）非共軛結構；（2）簇聚發光；（3）發射與激發有關；（4）吸收與激發光譜大不同；（5）發射與性狀有關；（6）可能發磷光。為此，唐本忠院士提出空間共軛（through-space conjugation， TSC）理論［53］，認為簇聚誘導發光源于體系中n-σ*、n-π*、π-π*、氫鍵等弱相互作用的形成。作為一個新興的研究領域，這類非典型發光化合物所固有的發光特性變得越來越引人注目，為研究者尋找新型發光材料開辟了一條新途徑，為發光機理的完善和發光材料的拓展帶來了新機遇。

2.1自身誘導外壁作用驅動的瓜環晶體的聚集誘導發光圖8已展示了系列瓜環晶體在365 nm的紫外光激發下均能發出藍色熒光。以合成瓜環的原料苷脲以及Q［5］為例，它們的發射光譜明顯與激發光（譜）有關（圖9）。其他瓜環在不同波長激發下也展示出不同的發射光譜［17］。雖然瓜環的發光與激發光有關，但不同瓜環的相應光譜卻有相似性。其原因可能是其驅動力均源于瓜環的自身誘導外壁作用，即靜電勢呈正電性的瓜環端口羰基碳原子與靜電勢呈負電性的相鄰瓜環端口羰基氧原子間的偶極作用，以及靜電勢呈正電性的瓜環外壁上次甲基及橋聯亞甲基與靜電勢呈負電性的相鄰瓜環端口羰基氧原子間的偶極作用等作用。

2.2瓜環溶液的聚集誘導發光

圖8（下）展示了不同濃度的Q［7］水溶液在波長為365 nm紫外光照射下的簇聚發光圖片。圖11（a），（b）則分別展示了不同濃度Q［7］水溶液下差異很大的紫外吸收光譜和相應的簇聚誘導熒光光譜。隨著Q［7］水溶液濃度的增加，最大熒光發射強度亦不斷增強（圖11（c））。特別是對特定濃度的Q［7］水溶液，不同激發光則產生不同的簇聚誘導熒光光譜，且隨著水激發波長的增加，最大受激發射光譜產生明顯的紅移。這些現象都表明Q［7］水溶液具有典型的簇聚誘導發光特性。不僅Q［7］，其他瓜環的水溶液也表現出類似的特性［17］。

2.3其他外壁作用對Q［n］s簇聚誘導發光的影響我們已知自身誘導外壁作用不僅能促使瓜環構筑形成瓜環基超分子框架，還是導致瓜環簇聚誘導發光的重要驅動力。而促使瓜環構筑形成瓜環基超分子框架的另外2種主要驅動力——陰離子誘導及芳環誘導外壁作用對瓜環的簇聚誘導發光的影響如何？從前面的介紹和圖示（圖1）可知，雖然3種外壁作用都能促成瓜環基超分子框架的形成，但三者之間存在明顯競爭關系，也就是說，陰離子誘導和芳香誘導外壁作用是削弱體系的自身誘導外壁作用的。因此，它們對瓜環的簇聚誘導發光是呈負面效應的。

雖然三類瓜環的外壁作用都有利于瓜環基超分子框架的形成，但在瓜環的簇聚誘導發光現象上只有自身誘導外壁作用能發揮肯定的作用，而陰離子誘導和芳環誘導外壁作用則可使其改變、減弱甚至猝滅。這種現象恰好能被用于陰離子以及含芳環有機分子的響應、檢測等應用。

3外壁作用驅動的瓜環基水凝膠

瓜環具有靜電勢呈正電性的外壁以及呈負電性的端口羰基氧，因此，這種自身誘導外壁作用使瓜環分子間固有一種簇聚的傾向。這在瓜環基超分子框架以及瓜環的簇聚誘導發光特性中已表現得淋漓盡致。不僅如此，最近的研究還發現，瓜環的外壁作用，特別是自身誘導外壁作用還能促使瓜環水凝膠的形成。

傳統的水凝膠是以水為分散介質的具有交聯網絡結構的水溶性聚合物。隨著對水凝膠研究的不斷進展，水凝膠已經從經典的交聯聚合物發展到由簡單的小分子構建的超分子材料［7］，并被廣泛應用于生物學、醫學、保健等領域［3-6］。在超分子水凝膠中，瓜環基超分子水凝膠引起了廣泛關注，其中不乏瓜環主客體包結作用驅動的超分子水凝膠［55-58］以及瓜環主客體端口作用驅動的瓜環基超分子水凝膠［19］。本文則主要關注外壁作用，特別是自身誘導外壁作用驅動的瓜環基超分子水凝膠。實際上，早在2007年，Kim的研究小組就發現，在較稀的HCl溶液中，Q［7］可以形成白色水凝膠［18］。由于水凝膠涉及到大量水分子，而水分子，特別是質子化的水分子亦可與瓜環的端口羰基氧原子通過氫鍵相互作用，從而與瓜環的自身誘導外壁作用相互競爭。因此，自身誘導外壁作用驅動的瓜環基超分子水凝膠與體系中瓜環的濃度，pH密切相關。如前述Q［7］基水凝膠體系，pH用NaOH調配為6.7，體系的凝膠狀即離解，再調配酸化又可凝膠化，如此可反復溶膠和凝膠相互轉換的可逆過程（圖13（a））?？紤]到瓜環的簇聚誘導發光特性，瓜環凝膠的形成必須具有一定（較高）濃度，因此，Q［7］基水凝膠應具有簇聚誘導發光特點，而這一推測已為實驗所驗證。圖13（b）展示了在365 nm的紫外光照射下顯示明亮藍色熒光的Q［7］基水凝膠，凝膠加NaOH即溶膠化，溶液仍具有簇聚誘導發光特性，酸化后又能凝膠化，且具有簇聚誘導發光特性。此外，當Q［7］基水凝膠加熱到60 °C時，凝膠也能溶膠化，冷卻到室溫時，又能凝膠化，表明這種Q［7］基水熒光凝膠對溫度的響應也是可逆的。圖13（c）展示了Q［7］基水凝膠及2種溶膠狀態的熒光光譜（λex=254 nm）。

對Q［7］基水凝膠及其簇聚誘導發光特性的考察喚起了我們對更廣范圍的Q［n］基水凝膠及其簇聚誘導發光特性的濃厚興趣。雖然目前對這一新興領域還沒有開展系統性研究，但已發現不少瓜環，如水溶性的部分甲基取代瓜環，以及難溶的錯位十元瓜環都具有成膠能力，這為進一步的系統研究Q［n］基水凝膠以其簇聚誘導發光特性奠定了很好的基礎。

4結論

本文綜述了瓜環化學中與瓜環外壁作用相關的化學，包括外壁作用驅動的瓜環基超分子框架化學，外壁作用驅動的瓜環簇聚誘導發光化學以及外壁作用驅動的瓜環基凝膠化學，三者既相對獨立，又有密切相關。

對于外壁作用驅動的瓜環基超分子框架化學，雖然已被廣泛關注，但本文則著重歸納一些最新的研究結果和設想。瓜環的外壁作用源于靜電勢呈正電性外壁，因此，瓜環易于與相鄰瓜環、陰離子以及芳香族化合物通過自身誘導外壁作用，陰離子誘導外壁作用以及芳環誘導外壁作用構筑結構新穎，性質特異的構筑瓜環基超分子框架。瓜環的外壁作用不僅能在瓜環化學中開辟出一個獨立的，具有發展前景的研究方向，由于可涉及（雜）多酸或多芳烴化合物，如杯芳烴，柱芳烴等，瓜環的外壁作用還可使瓜環的超分子框架與（雜）多酸化學，杯芳烴化學，柱芳烴化學建立聯系，以進一步擴展和深化瓜環化學。使外壁作用驅動的瓜環基超分子框架在氣體吸附、選擇性金屬離子隔離、染料分子吸附、固相微萃取纖維涂層吸附劑材料等方面展示應用價值。

對于外壁作用驅動的瓜環簇聚誘導發光化學，則是重點實驗室最新的研究發現之一。通過比較不含芳香環生色團和共軛結構的化合物簇聚誘導發光機制與現象（CTE）與瓜環簇聚誘導發光現象的特點，特別是通過“空間共軛”的相互作用n-σ*、n-π*、π-π*等與瓜環的自身誘導外壁作用高度一致。這不僅表明瓜環的自身誘導外壁作用是導致瓜環簇聚誘導發光的重要驅動力，還表明瓜環簇聚誘導發光特性與自身誘導外壁作用驅動的瓜環基超分子框架密切關聯。而構建瓜環基超分子框架的另外2種重要驅動力——陰離子誘導與芳環誘導外壁作用則能改變甚至猝滅瓜環的簇聚誘導發光特性，可利用于對陰離子或芳香族的響應和識別。

對于外壁作用驅動的瓜環基凝膠化學，也是重點實驗室最新的研究發現。一方面，瓜環的自身誘導外壁作用使瓜環固有一種聚集的傾向；另一方面，凝膠的形成還與水分子的存在和作用密切相關。因此，在自身誘導外壁作用和水分子（氫鍵）的共同作用下形成水凝膠可能是瓜環的一種共性。結合瓜環的簇聚誘導發光特性，一類具有發光特性的瓜環基凝膠將不斷被發現，而它們在生物、醫學和光電領域可能的應用前景值得期待。參考文獻：

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（責任編輯：周曉南）

Supramolecular Chemistry Related to Outer Surface

Interaction of Cucurbi［n］urils

TAO Zhu ZHU Qianjiang CHEN Kai

（Key Laboratory of Macrocyclic and Supramolecular Chemistry of Guizhou Province， Guizhou University， Guiyang 550025， China）Abstract： Since the concept of outer surface interaction of cucurbit［n］urils （OSIQ） was proposed in 2014， the development of supramolecular chemistry related to OSIQ has been promoted. The OSIQ originates from the interaction between the electrostatic potential positive outer surface of cucurbit［n］urils （Q［n］s） and various species with negative electrostatic potential， anions and organic molecules containing aromatic rings. Therefore， it may involve a wide range of subjects and may be extended and applied in many fields. For example， the OSIQs could drive the construction of Q［n］-based supramolecular frameworks， depending on the different modes of action， including （1） self-induced OSIQ， （2） anion-induced OSIQ and （3） aromatic-induced OSIQ， can drive the construction of Q［n］-based supramolecular frameworks， which may involve polyoxometalic acid chemistry， calixarene and pillar［n］arene chemistry， etc.， and also have multiphase catalysis， adsorption and ion exchanges characteristics of framework porous materials. The design and construction of Q［n］-based supramolecular frameworks with novel structures and specific properties will not only further expand the research content of framework chemistry， but also open up new research directions. As the most important driving force， the self-induced OSIQ can cause Q［n］s to produce clustering-triggered emission， which is the inherent property of all Q［n］s. The clustering-triggered emission of Q［n］s in solid state and solution state was observed， while the anion-induced aromatic-induced OSIQs weakened or changed the clustering-triggered emission of Q［n］. The differences in the clustering-triggered emission characteristics of Q［n］s caused by these OSIQs can be applied to the response of different anions or organic molecules， which has important basic research values and a wide range of potential applications. Moreover， the self-induced OSIQ leads to the aggregation of melon ring molecules and the hydrophilic nature of portal carbonyl oxygen atoms of Q［n］s， so Q［n］s also tends to form hydrogels， which may be applied in many fields such as biology， medicine and health care. If combined with the clustering-triggered emission of Q［n］s， Q［n］s can form luminescent hydrogels.

Key words： cucurbit［n］urils; outer surface interaction of cucurbi［n］urils; supramolecular chemistry; frameworks; aggregation luminescence; hydrogel

陶朱，男，1954年生于上海，博士，貴州大學二級教授，碩士/博士生導師，貴州省核心專家，享受國務院津貼專家。1982年1月畢業于貴州大學化學系并留校任教至今。其間，1985—1989年完成本系催化動力學方向理學碩士學業；1989—1991年赴澳大利亞新南威爾士大學作訪問學者；1995—1999年在澳大利亞新南威爾士大學完成理學博士學業?；貒箝_始從事大環化學及超分子化學研究，主持國家級項目7項，發表相關SCI研究論文超450篇；獲貴州省科技進步及自然科學一等獎各一項，貴州省科技進步二等獎兩項，貴州省科技進步三等獎兩項，組建了貴州省大環化學及超分子化學重點實驗室，并使其成為國內外最大的瓜環化學研究團隊。