中山大学化学学院应用化学系朱克龙

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朱克龙，博士，中山大学教授。中山大学“百人计划”入选者。2009年在浙江大学化学系获得博士学位，2009年起在加拿大温莎大学从事博士后研究工作，于2016年加入中山大学，现为化学学院教授，博导。朱博士长期从事于超分子化学领域研究，至今已在Nature Chem. (2)、J. Am. Chem. Soc. (2)、Angew. Chem. Int. Ed. (3)、Chem. Sci. (2)等国际顶级化学期刊杂志上发表了学术论文30多篇，参与撰写英文专著2章，研究成果被多次亮点评述于Nature，C&EN，ChemistryWorld等。

基本情况

姓名：朱克龙

性别：男

出生年月：1982-09

籍贯：浙江乐清

职位：

教授，博士生导师

联系方式

电话：020-84111377

传真：暂未填写

邮箱：zhukelong@mail.sysu.edu.cn

通讯地址：广东省广州市中山大学化学学院

邮编：510275

个人网站：http://www.researcherid.com/rid/N-6288-2014

教育经历

2000年9月‒2004年7月，宁波大学，本科，应用化学专业

2004年9月‒2009年7月，浙江大学，博士，化学专业

工作经历

2009年10月‒2012年9月，加拿大 温莎大学 化学系 博士后 合作导师 Prof.Stephen J. Loeb

2012年10月‒2016年6月，加拿大 温莎大学 化学系 研究助理

2016年6月‒至今，中山大学化学学院，教授，博士生导师

讲授课程

  本科生：有机化学、有机化学实验、有机合成中的新方法与新技术

  研究生：现代化学研究方法与技术

科研方向

主要研究方向：超分子化学、有机合成、有机/无机杂化材料

主要研究内容：

(1) 新型功能大环分子的设计、合成及其主客体化学。

(2) 基于轮烷、索烃、分子结等机械互锁拓扑结构的分子开关与分子机器（2016年Nobel 化学奖）。

(3) 以机械互锁分子为单元构筑的功能材料，如凝胶、聚轮烷、金属有机框架材料（MOF）等，及其在物质检测与能源存储等研究中的应用。

科研项目

中山大学“百人计划二期”启动经费

获奖情况

2016年，中山大学“百人计划”青年杰出人才

论著一览

朱博士长期从事于超分子化学领域研究，至今已在Nature Chem. (2)、J. Am.Chem. Soc. (2)、Angew. Chem. Int.Ed. (3)、Chem. Sci. (2)等国际顶级化学期刊杂志上发表了学术论文30多篇，参与撰写英文专著2章。发表的论文被引用1200余次，H-index:20。研究成果被多次亮点评述于Nature，C&EN，ChemistryWorld等杂志及新闻媒体。

代表论文

1. K. Zhu*,G.Baggi, V. N. Vukotic, S. J.Loeb*, “ReversibleMechanical Protection: Building a 3D “suit” around a T-shaped BenzimidazoleAxle”, Chem. Sci. ,2017, 8,3898–3094. (Highlighted by ChemistryWorld,https://www.chemistryworld.com/n ... ion/3007109.article)

2. V. N. Vukotic#, K.Zhu#*, G. Baggi, S. J. Loeb*, “OpticalDistinction between “Slow” and “Fast” Translational Motion in DegenerateMolecular Shuttles”, Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 129, 6232–6237. (#Co-first Author)

3. K. Zhu,C.A. O'Keefe, V. N. Vukotic, R. W. Schurko, S. J.Loeb*, “A MolecularShuttle that Operates Inside a Metal-Organic Framework” Nature Chem.,2015, 7,514–519. (ESI highly cited paper, Highlighted by Naturehttp://www.nature.com/nature/journal/v521/n7551/full/521128b.html  and C&EN News http://cen.acs.org/articles/93/i ... =paidArticleContent  )

4.  K. Zhu,V. N. Vukotic, C. A. O'Keefe, R. W. Schurko, S. J. Loeb*, “Metal-OrganicFrameworks with Mechanically Interlocked Pillars: Controlling Ring Dynamics inthe Solid-State via a Reversible Phase Change”, J. Am. Chem. Soc., 2014, 136,7403–7409.

5. K. Zhu, V.N. Vukotic, S. J. Loeb*, “Molecular Shuttling of a Compact and Rigid, H-Shaped[2]Rotaxane”, Angew. Chem. Int. Ed., 2012, 51,2168–2172.

6. K. Zhu,V. N. Vukotic, N. Noujeim, S. J. Loeb*, “Bis(benzimidazolium) axles and crownether wheels: a versatile templating pair for the formation of [2]rotaxanemolecular shuttles, Chem. Sci., 2012, 3,3265–3271.

7.  K. Zhu, L.Wu, X. Yan, B. Zheng, M. Zhang, F. Huang*, “Anion-Assisted Complexation ofParaquat by Cryptands Based on Bis(m-phenylene)-32-crown-10”, Chem.Eur. J., 2010, 16, 6088–6098.

8. K. Zhu,J. He, S. Li, M. Liu, F. Wang, M. Zhang, Z. Abliz, H. Yang, N. Li, F. Huang*,“Synthesis of Bis(m-Phenylene)-32-crown-10-Based Discrete RhomboidsDriven by Metal-Coordination and Complexation with Paraquat”, J.Org. Chem.,2009, 74, 3905–3912.

9.  V. N. Vukotic, K. J.Harris, K. Zhu,R. W. Schurko, S. J.Loeb*, “Metal–OrganicFrameworks with Dynamic Interlocked Components” Nature Chem.,2012, 4,456–460. (Front Cover)

10. C. B.Caputo, K. Zhu, V. N. Vukotic, S. J. Loeb,* D. W.Stephan*, “Heterolytic Activation of H2 Using a MechanicallyInterlocked Molecule as a Frustrated Lewis Base”, Angew. Chem. Int.Ed., 2012, 52, 960–963. (Front Cover)

11.  V. N.Vukotic, C. A. O'Keefe, K. Zhu, R. W. Schurko, S. J.Loeb*, “Mechanically Interlocked Linkers inside Metal-Organic Frameworks:Effect of Ring Size on Rotational Dynamics” , J. Am. Chem. Soc., 2015, 137,9643–9651.

书籍章节

1.   1.    K. Zhu,S. J. Loeb, “Organizing Mechanically Interlocked Molecules to Function InsideMetal-Organic Frameworks” in Molecular Machines and Motors,Credi, A., Silvi, S., Venturi, M., Springer Berlin Heidelberg, 2014.

2.    2.   M. Zhang, K.Zhu, F. Huang, “Molecular Devices: Molecular Machine”in Supramolecular   Chemistry: From Molecules toNanomaterials, Gale. P. A. & Steed. J. W.  Ed.; John Wiley andSons Publishers, 2012.

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化学学院朱克龙教授团队Nature Chem.：基于“环穿环”运行机理的新型轮烷分子梭

分子机器（Molecular Machine）是指在分子尺度上构筑的具有某种加工功能的分子组装体。天然的分子机器广泛地存在于生物体内，例如细胞内的核糖体就是一种由生物大分子所构成的复杂“机器”，在遗传编码的指导下，它可将氨基酸按照一定的序列连接成肽链，因而被称为蛋白质的“合成工厂”。通过人工合成的方法构筑分子机器并实现其功能一直是化学家们的梦想，它不仅能给传统的有机化学和纳米科技建立了一座桥梁，而且有望能进一步应用于材料、生物、医药等领域。2016 年度的诺贝尔化学奖授予了研究人工分子机器的三位科学家。

以轮烷（Rotaxane）与索烃（Catenane）为代表的机械互锁分子（Mechanically Interlocked Molecules, MIMs）是一类具有特殊拓扑结构的超分子体系。由于组成的分子单元之间仅存在弱的非共价相互作用，因而具有动态特性，如环的旋转与滑行移动等机械式的分子运动行为，进而可被用作于人工分子机器的研究，例如分子梭、分子开关、分子肌肉、分子升降机等等。如何高效地构筑这些动态分子并揭示其运行机理一直是分子机器研究领域的难点。

近年来，中山大学化学学院朱克龙教授团队在轮烷分子梭（Molecular Shuttle）的研究中取得进展（Nature Chem. 2015, 7, 514；Chem. Asian J. 2016, 11, 3258；Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 129, 6232；Chem. Sci. 2017, 8 , 7718）。在此基础上，朱克龙教授团队和加拿大温莎大学的Stephen J. Loeb教授等研究者合作设计并合成了一种新型的 [3]轮烷分子梭，包含有一大一小两个大环分子和两个识别位点，首次发现分子梭中较小的环可以从较大的环中穿过，两个大环分子互换位置，实现了首例具有“环穿环”运行机制的轮烷分子梭。相关论文发表在Nature Chem.上（Nature Chem. 2018, 10, 625–630）。自1991年，诺贝尔奖获得者Stoddart教授合成了首个轮烷分子梭以来，研究主要集中于非饱和的[2]轮烷分子梭，学术界普遍认为的饱和的[3]轮烷分子梭不能实现滑移穿梭的动态行为。通过巧妙设计与精准合成，可将分子梭拓展至[3] 轮烷体系，从而突破局限，揭示新的分子梭运行机制，可指导新型动态互锁分子开关或分子机器的设计，并有望推动分子机器的新应用。

该研究工作发表后得到了多方面的关注，《自然》杂志（News and Views，Nature. 2018, 557, 39–40）对该工作进行亮点评述https://www.nature.com/articles/d41586-018-02732-5，认为将来可能在分子级“编织”或者分子级信息存储中得到应用。同时该工作也获得了英国皇家化学会Chemistry World的亮点报道https://www.chemistryworld.com/news/exchange-of-rings-shows-off-molecular-machines-clever-trick/3008970.article。

该研究工作得到中山大学百人计划的大力支持。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41557-018-0040-9

mitao

2019自然科学基金面上项目-基于轮烷构筑的三维共价有机框架及其性能研究
批准号        21971268        学科分类        超分子复合物与聚合物 ( B010605 )
项目负责人        朱克龙        负责人职称                依托单位        中山大学
资助金额        65.00万元        项目类别        面上项目        研究期限        2019 年 09 月 09 日 至2019 年 09 月 09 日