近日，曹晓宇课题组在可控分子组装领域取得重要进展，成果以“Molecular Face-Rotating Cube with Emergent Chiral and Fluorescence Properties”为题发表于J. Am. Chem. Soc. (2017, 139, 18142-18145)，并被选为封面文章。
分子多面体在分子识别、分离、催化领域有重要应用，而将手性引入分子多面体，在增加体系复杂度的同时，功能化分子多面体，使其具备手性分离与不对称催化的潜在应用。手性分子多面体多采用手性前体或手性金属中心构筑，而利用潜手性基元构筑面方向性分子多面体的方法鲜有报道（曹晓宇课题组在去年发表基于三聚茚的面方向性多面体Nat.Commun. 2016, 7, 12469）。
四苯乙烯是常见的聚集诱导发光基元，在空间位阻受限时具有P或M两种构象，结合其双键取向构成四种不同的面手性图案（图A）。将四苯乙烯基元置于分子立方体面上，结合数学图论分析，可得到224种可能组装体（图B）。该数学方法适用于分析其他复杂分子多面体。本工作以四苯乙烯衍生物为组装基元，通过动态共价化学，构筑分子面方向性立方体（图C）。实验上仅发现四种组装体（图D），并通过手性分离分析，发现随着组装体的行成“涌现”出手性与荧光性质。理论计算解释分子立方体手性涌现及手性稳定存在的原因。该类多面体在手性传感及手性荧光材料方面有应用前景。
研究工作由王宇博士、曹晓宇副教授和田中群教授共同指导，博士生瞿航为第一作者，博士生李之豪、王忻昌博士、博士生房洪勋协助完成。此工作得到院内江云宝教授、章慧教授、汪骋教授等积极帮助与支持，并得到国家自然科学基金委（批准号：91427304, 21573181, 91227111和21102120），科技部973计划（批准号：2015CB856500），中央高校基础研究经费（批准号：20720160050）等项目支持
