2008年，有機(jī)大環(huán)分子[n]環(huán)對(duì)苯撐（[n]CPPs）與柱[n]芳烴（P[n]As）分別被Jasti教授和Ogoshi教授成功地合成出來。經(jīng)過十年多的發(fā)展，它們?cè)诔肿踊瘜W(xué)、光電材料等領(lǐng)域展現(xiàn)廣闊應(yīng)用前景。同時(shí)，因?yàn)檫@兩種分子的結(jié)構(gòu)差異大，它們展現(xiàn)出了諸多區(qū)別與彼此的特性，如具有剛性骨架的P[n]As能通過改變固態(tài)堆積方式、結(jié)合小分子等方式表現(xiàn)出多重刺激響應(yīng)特性。但由于P[n]As的非共軛結(jié)構(gòu)致使其熒光強(qiáng)度較弱, 所以需要對(duì)其側(cè)鏈進(jìn)行修飾或者構(gòu)建類似骨架的大環(huán)芳烴分子才能進(jìn)一步滿足它在發(fā)光材料上的應(yīng)用。[n]CPPs分子具有連續(xù)可調(diào)的固/溶液態(tài)發(fā)光性能，但[n]CPPs大而不易形變的空腔能識(shí)別的客體分子寥寥無(wú)幾。此外，[n]CPPs分子骨架不易通過共價(jià)或非共價(jià)鍵進(jìn)行側(cè)鏈修飾。這都極大地限制了它在分子識(shí)別、組裝和熒光探針等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。由上可知，[n]CPPs和P[n]As兩種類型大環(huán)分子的優(yōu)缺點(diǎn)恰好形成了互補(bǔ)，將二者結(jié)合有望在性能上實(shí)現(xiàn)“1+1>2”的協(xié)同效應(yīng)。
近日，香港大學(xué)任詠華院士與德國(guó)烏爾姆大學(xué)Max von Delius課題組合作，首次將[n]CPPs與P[5]A通過共價(jià)鍵橋聯(lián)，成功地實(shí)現(xiàn)了一類新型雙環(huán)分子[n]環(huán)對(duì)苯撐-柱[5]芳烴（[n]CPP-P[5]A, n = 8, 10）的精準(zhǔn)合成。研究發(fā)現(xiàn)，[n]CPP-P[5]A雙環(huán)分子的量子熒光產(chǎn)率要明顯高于對(duì)應(yīng)的[n]CPP分子。同時(shí)，作者成功地通過手性HPLC對(duì)(pR)/(pS)-[8]CPP-P[5]A進(jìn)行了手性拆分，并系統(tǒng)地研究了它們的手性光學(xué)性質(zhì)。圓二色光譜（CD）實(shí)驗(yàn)表明共價(jià)鍵連接的P[5]A與[8]CPP間存在著有效的手性傳遞，并且變溫CD實(shí)驗(yàn)證實(shí)(pR)/(pS)-[8]CPP-P[5]A旋光體具有良好的旋光穩(wěn)定性。(pR)/(pS)-[8]CPP-P[5]A分子還表現(xiàn)出良好的圓偏振發(fā)光（CPL）性能（glum = 0.02，有機(jī)小分子通常glum < 0.01）。DFT理論計(jì)算表明，體系強(qiáng)的CPL信號(hào)可能源于S1→S0 和 S2→S0的混合發(fā)光。該研究為設(shè)計(jì)量子產(chǎn)率高、光活性大的CPL發(fā)光材料提供了新思路。
[n]CPP-P[5]A雙環(huán)分子具有兩個(gè)獨(dú)立的空腔，因此可分別用來識(shí)別不同類型的客體分子（如吡啶
