设计和合成具有独特自组装行为和优良主客体性质的共价大环一直是超分子化学中一个具有挑战性的课题和永恒的任务。

近日，华东师范大学史学亮青年研究员报道了通过一个简单的一锅合成策略，成功合成了由甲基二苯胺单元组成，具有亚甲基和氮桥的大环二苯胺[n]芳烃家族（DPA[n]s，n=3-7）。并对其结构和性能进行了研究。

文章要点

1）与许多其他已报道的大环芳烃不同，合成的非平面DPA[n]s具有固有的π-π堆积相互作用、独特的自组装行为和乙烯/乙炔捕获特性。具体地说，由于其强大的π-π堆积相互作用，DPA[3]和DPA[4]可以自组装成具有明确通道的柱。

2）研究人员系统地研究了DPA[3]在固体和溶液中强烈的多个分子间边到面的芳香族相互作用。此外，边-面芳香族相互作用可能是大环自组装的主要驱动力。

3）得益于三维空腔、固有的分子间边到面芳香相互作用和柱状自组装行为，设计的DPA[3]表现出对乙烯和乙炔分子的包封性，从而暗示了其在气体分离和吸附方面的潜在应用。

本研究为功能性非平面大环芳烃的设计和自组装提供了方向，同时还揭示了大环中多个分子间边对面π-π堆积的基本机制，这有助于更好地理解π-π堆积相互作用在超分子自组装中的重要性。

Lijun Mao, et al, Highly efficient synthesis of non-planar macrocycles possessing intriguing self-assembling behaviors and ethene/ethyne capture properties, Nat Commun 11, 5806 (2020)

DOI: 10.1038/s41467-020-19677-x

https://doi.org/10.1038/s41467-020-19677-x