非多孔自適應(yīng)性晶體（Nonporous Adaptive Crystals，英文簡(jiǎn)稱(chēng)為“NACs”，中文簡(jiǎn)稱(chēng)為“納客”）材料是一種新穎的固體吸附分離材料。與傳統(tǒng)的多孔材料相比，基于大環(huán)受體的納客材料具有易于制備，化學(xué)/水汽/熱穩(wěn)定性好，溶液加工性好，可重復(fù)利用性高以及對(duì)特定客體分子展現(xiàn)出極高的選擇性吸附分離能力等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)科學(xué)研究產(chǎn)生了重要影響，并在化工行業(yè)展現(xiàn)出了潛在的應(yīng)用價(jià)值。
近日，吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院、納微構(gòu)筑化學(xué)國(guó)際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室楊英威教授課題組撰寫(xiě)了題為“Synthetic Macrocycle‐Based Nonporous Adaptive Crystals for Molecular Separation”的綜述文章，系統(tǒng)地梳理了基于超分子大環(huán)受體的NACs材料在分子的吸附與分離和氣致變色超分子組裝體系構(gòu)筑等應(yīng)用中的最新研究進(jìn)展，總結(jié)并展望了NACs材料可能應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中所面臨的機(jī)遇、瓶頸與挑戰(zhàn)。該綜述論文以Minireview的形式在線(xiàn)發(fā)表在Wiley-VCH旗下的Angew. Chem. Int. Ed.期刊上（Angew. Chem. Int. Ed. 2020, DOI: 10.1002/anie.202006999）。
圖1. NACs材料吸附與分離應(yīng)用概括圖（來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）NACs是一類(lèi)新興的、發(fā)展迅速的有機(jī)分子晶體材料，它以超分子大環(huán)受體或有機(jī)小分子作為基元通過(guò)分子間非共價(jià)相互作用連接而構(gòu)筑。得益于合成大環(huán)受體種類(lèi)的多樣性、易功能化性及其自身結(jié)構(gòu)的高度自適應(yīng)性等優(yōu)勢(shì)，人們可以很容易地通過(guò)結(jié)晶-活化等步驟獲得具有各種各樣特性的NACs材料。此外，與傳統(tǒng)的多孔材料相比，基于大環(huán)的NACs材料還具有易于制備，化學(xué)、水汽、熱穩(wěn)定性好，溶液加工性好，重復(fù)利用性高等優(yōu)點(diǎn)，為大環(huán)納客材料在工業(yè)上的可能應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。作者首先介紹了NACs材料相關(guān)概念的發(fā)展和提出的背景，梳理了在過(guò)去五年來(lái)基于柱芳烴的NACs材料在客體選擇性吸附分離方面的研究進(jìn)展、以及在NACs材料應(yīng)用開(kāi)發(fā)過(guò)程中所發(fā)現(xiàn)的一般規(guī)律性特征。隨后，以不同的應(yīng)用分類(lèi)為角度出發(fā)系統(tǒng)地總結(jié)了多種大環(huán)NACs材料在吸附與分離和氣致變色超分子體系構(gòu)筑等方面應(yīng)用的最新研究進(jìn)展，主要包括：（1）基于聯(lián)苯芳烴以及柱芳烴的NACs材料在鹵代烯烴順?lè)串悩?gòu)體混合體系中的選擇性吸附分離應(yīng)用；（2）基于柱芳烴的NACs材料在氯甲苯以及氯吡啶同分異構(gòu)體混合體系中的選擇性吸附分離應(yīng)用；（3）基于葫蘆脲的NACs材料在共沸混合物甲苯-吡啶混合體系中的選擇性吸附分離應(yīng)用；（4）基于斜塔芳烴的NACs材料在鹵代烴以及烷烴同分異構(gòu)體混合體系中的選擇性吸附分離應(yīng)用；（5）基于柱芳烴、混雜芳烴、冕芳烴以及雙子芳烴的NACs材料在芳香烴/環(huán)烷烴混合體系中的選擇性吸附分離應(yīng)用；（6）基于柱芳烴和領(lǐng)結(jié)芳烴的NACs材料在氣致變色超分子體系構(gòu)筑等方面的最新研究進(jìn)展。最后，作者對(duì)NACs材料在實(shí)際應(yīng)用開(kāi)發(fā)過(guò)程中可能遇到的瓶頸問(wèn)題和面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了闡述。相信這篇綜述能對(duì)從事有機(jī)多孔/非孔材料應(yīng)用及功能開(kāi)發(fā)的研究人員有所啟示和幫助。
圖2. 基于聯(lián)苯芳烴（biphen[3]arene）的NACs材料在鹵代烯烴順?lè)串悩?gòu)體分離方面的應(yīng)用（來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
圖3. 基于柱芳烴（pillararenes）的NACs材料在鹵代烯烴順?lè)串悩?gòu)體分離方面的應(yīng)用（來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
圖4. 基于柱芳烴的NACs材料在氯甲苯同分異構(gòu)體分離方面的應(yīng)用（來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
圖5. 基于柱芳烴的NACs材料在氯吡啶同分異構(gòu)體分離方面的應(yīng)用（來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
圖6. 基于葫蘆脲（cucurbit[6]uril）的NACs材料用于分離甲苯-吡啶混合體系（來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
圖7. 基于斜塔芳烴（leaning tower[6]arene）的NACs材料在鹵代烴同分異構(gòu)體分離方面的應(yīng)用（來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
圖8. 基于柱芳烴的NACs材料在鹵代烴同分異構(gòu)體分離方面的應(yīng)用（來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
圖9. 基于斜塔芳烴的NACs材料在C6烷烴混合體系分離方面的應(yīng)用（來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
圖10. 基于冕芳烴（tiara[5]arene）的NACs材料在苯-環(huán)己烷混合體系分離方面的應(yīng)用（來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
圖11. 基于混芳烴（hybrid[3]arene）的NACs材料在苯-環(huán)己烷混合體系分離方面的應(yīng)用（來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
圖12. 基于雙子芳烴（geminiarene）的NACs材料在氯苯-氯代環(huán)己烷混合體系分離方面的應(yīng)用（來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
圖13. 基于柱芳烴的NACs材料用于氣致變色超分子體系的構(gòu)筑（來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
圖14. 基于柱芳烴的NACs材料用于氣致變色超分子體系的構(gòu)筑（來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
圖15. 基于領(lǐng)結(jié)芳烴（bowtiearene）的NACs材料用于氣致變色超分子體系的構(gòu)筑（來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
論文的第一作者為吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院博士研究生吳佳睿，通訊作者為楊英威教授，論文得到國(guó)家自然科學(xué)基金（21871108, 51673084）、吉林省省校共建項(xiàng)目—新材料專(zhuān)項(xiàng)（SXGJSF2017-3）和吉林大學(xué)培英工程計(jì)劃的支持。
