近日，我?；瘜W(xué)系蔣偉課題組解決了“在水中利用氫鍵對極性分子進(jìn)行選擇性識別”的難題，為檢測地下水中持久性污染物——1,4-二氧六環(huán)提供了一種簡便的方法。該研究成果2016年10月28日在線發(fā)表在化學(xué)類頂級期刊JACS上（ImpactFactor=13.038）。

在水中對極性分子進(jìn)行選擇性識別是超分子化學(xué)領(lǐng)域公認(rèn)的難題之一。這主要源于兩方面的原因：極性分子在水中嚴(yán)重溶劑化；在水中很難利用氫鍵進(jìn)行分子識別。蔣偉課題組從生物受體的結(jié)構(gòu)得到啟發(fā)，提出了“內(nèi)修飾分子管”的概念，將氫鍵鍵合位點植入到疏水的深穴空腔中。這樣，疏水空腔為氫鍵等弱相互作用提供了相對非極性的環(huán)境，而且避免了水分子的競爭。疏水效應(yīng)與氫鍵之間的協(xié)同效應(yīng)將會大大增強(qiáng)主客體分子之間的相互作用?；谶@一理論，蔣偉課題組發(fā)現(xiàn)酰胺內(nèi)修飾分子管能夠在水中選擇性地識別極性溶劑分子，例如1,4-二氧六環(huán)、DMF、DSMO、丙酮、四氫呋喃等。對1,4-二氧六環(huán)的鍵合常數(shù)甚至高達(dá)104M-1！這是目前已知的對這個高度親水性分子的最強(qiáng)鍵合。X-射線單晶衍射、等溫量熱滴定、核磁滴定等實驗結(jié)果都證實氫鍵在分子識別中起到了非常關(guān)鍵的作用。這一研究結(jié)果是對“在水中很難利用氫鍵對極性分子進(jìn)行選擇性識別”這一物理有機(jī)化學(xué)難題的解答。

1,4-二氧六環(huán)是臭名昭著的二噁英的母核結(jié)構(gòu)，常被用作氯代有機(jī)溶劑的穩(wěn)定劑，是化妝品生產(chǎn)過程中的一個主要副產(chǎn)物。國際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）將其歸為2B類致癌物。1,4-二氧六環(huán)高度親水，無法被土壤吸附。一旦排入環(huán)境，將會在水中逐漸積累，是地下水中的一個持久性污染物。上世紀(jì)90年代，科學(xué)家才逐漸認(rèn)識到1,4-二氧六環(huán)的危害，至今已有多本關(guān)于其的專著出版。由于1,4-二氧六環(huán)自身的特性，其檢測和去除都非常困難。傳統(tǒng)的檢測方法采用固相萃取與GC-MS結(jié)合，步驟繁瑣，耗時費力，且價格昂貴。而蔣偉課題組的內(nèi)修飾分子管，在加入1,4-二氧六環(huán)后，會產(chǎn)生熒光增強(qiáng)，可以用于地下水中1,4-二氧六環(huán)的檢測。檢測限可達(dá)120ppb。這非常接近世界衛(wèi)生組織規(guī)定的飲用水中1,4-二氧六環(huán)的安全上限（50ppb）。值得一提的是，該熒光光譜檢測法方便快捷，簡單便宜，不需要對樣品進(jìn)行前處理。目前，蔣偉課題組正在努力改進(jìn)該受體分子，以期降低1,4-二氧六環(huán)的檢測限，最終找到高效去除水中1,4-二氧六環(huán)的方法。

蔣偉課題組的研究主要集中在新型超分子主體的設(shè)計、合成及其在分子機(jī)器、分析檢測、智能材料、藥物增溶與投遞等方面的應(yīng)用。該課題組成立以來以南科大為通訊單位發(fā)表論文13篇，其中包括1篇Chem.Soc.Rev.、1篇JACS和2篇Chem.Sci.，4篇論文分別被Chem.Sci.和Chem.Commun.選為封面，3篇論文被英國皇家化學(xué)會ChemicalScienceBlog和美國化學(xué)會ACSCutting-EdgeChemistry作為亮點介紹。