诱导契合的分子识别是所有生物过程的核心，也是信号传递，位点活化和构象变化的关键。在溶液状态下，超分子笼已经报道了具有类似的结合方式（Nat. Commun., 2018, 9, 4530；J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 4449）。然而，在刚性的固体多孔材料中，模拟分子的这种诱导契合行为是极具挑战性的。近日，暨南大学超分子配位化学研究所陆伟刚教授和李丹教授课题组发现首例通过开放金属位点与乙炔诱导契合的柔性金属有机框架（JNU-1）。相关研究成果发表于Angew. Chem. Int. Ed.，并被选为“Hot Paper”。
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研究表明，金属有机框架（MOF）通过配体官能化，孔道形状定制，表面极化和开放金属位点的并入，能显著地增强对特定气体分子的作用力，进而提高对混合气体中特定气体的选择性。然而，大部分MOF材料具有刚性框架，随着气体吸附量的增加，框架尺寸几乎不会有明显的变化，一旦框架中的强吸附位点被特定气体占据，对气体分子的亲和力不可避免会降低。为解决这个问题，暨南大学的研究人员将酶的诱导契合效应引入到MOF中，在由硝酸锌和5-羧基苯并三唑合成得到的一例具有一维菱形孔道的柔性金属有机框架JNU-1，通过开放金属位点实现与乙炔的诱导契合（图1）。原位单晶、粉末衍射和分子模拟发现，随着乙炔的吸附持续收缩，对乙炔的作用力持续增强。这种独特的诱导契合行为赋予了JNU-1前所未有的乙炔亲和力，吸附焓达到了47.6 kJ mol-1。