北京师范大学化学学院有机化学龚汉元

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龚汉元，北京师范大学化学学院教授、博导。在超分子化学，特别是新型大环主体化合物的合成、结构与性能研究，尤其是阴离子导向的自组装体系及相关新型材料的构建方面取得了一系列开拓性的重要科研成果。在国际知名综合性期刊 Nature Chemistry和有机化学类专业核心期刊，如 Org. Lett, J. Org. Chem.等发表多篇论文。

龚汉元  
教授，博士生导师，理学博士（中国科学院化学研究所），博士后（美国得州大学奥斯汀分校）
通信地址：北京市新街口外大街19号 北京师范大学化学学院
邮编：100875
电话：010 5880 5808； 传真：010 5880 5808
电子邮箱： hanyuangong@bnu.edu.cn
讲授课程
本科生研讨课：有机化学前沿及交叉
本科生课程：综合设计实验
研究生课程：研究生合成实验
研究兴趣
新型超分子大环或碗状化合物的设计、合成及自组装性能的研究
代表性论文
1.        Shang, J.; Rambo, B. M.; Hao, X.; Xiang, J.-F.; Gong, H.-Y.;* Sessler, J. L.* “Post-synthetic Modification of a Macrocyclic Receptor via Regioselective Imidazolium Ring-opening,” Chem. Sci. 2016, 7, accepted.
2.        Yang, Y.-D.; Fan, C.-C.; Rambo, B. M.; Gong, H.-Y.; * Xu, L.-J.; Xiang, J.-F.;* Sessler, J. L.* “Multicomponent Self-Assembled Metal−Organic [3] Rotaxanes,” J. Am. Chem. Soc. 2015, 137(40), 12966-12976.
3.        Gong, H.-Y.*; Tang, F.; Rambo, B. M.; Cao, R.*; Xiang, J.-F.*; Sessler. J. L.* “Aromatic Sulfonate Anion-Induced Pseudorotaxanes : Environmentally Benign Synthesis, Selectivity and Structural Characterization,” Chem. Comm. 2015, 51, 1795-1798. (Front Cover)
4.        Gong, H.-Y.;* Rambo, B. M.; Lynch, V. M.; Keller, K. M.; Sessler, J. L.* “‘Texas-sized’ Molecular Boxes: Building Blocks for the Construction of Anion-Induced Supramolecular Species via Self-Assembly,” J. Am. Chem. Soc. 2013, 135(16), 6330-6337.
5.        Rambo, B. M.; Gong, H.-Y. *; Oh, M.; Sessler, J. L. * “The “Texas-Sized” Molecular Box: A Versatile Building Block for the construction of Anion-Directed Mechanically Interlocked Structures,” Acc. Chem. Res. 2012, 45(8), 1390-1401
6.        Gong, H.-Y.; Rambo, B. M.; Karnas, E.; Lynch, V. M.; Keller, K. M.; Sessler, J. L. “Environmentally Responsive Threading, Dethreading, and Fixation of Anion-Induced Pseudorotaxanes,” J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 1526-1533.
7.         Gong, H.-Y.; Rambo, B. M.; Karnas, E.; Lynch, V. M.; Sessler, J. L.* “A ‘Texas-sized’ molecular box that forms an anion-induced supramolecular necklace,” Nature Chem. 2010, 2, 406-409.

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2019自然科学基金面上项目-含氮杂环卡宾(NHC)前体基元的新型手性大环化合物(CM-NHCH+)的设计、合成和超分子化学研究
批准号        21971022       
学科分类        组装基元 ( B010601 )
项目负责人        龚汉元       
依托单位        北京师范大学
资助金额        65.00万元       
项目类别        面上项目       
研究期限        2020 年 01 月 01 日 至2023 年 12 月 31 日

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多年来，取代基效应一直备受化学家和材料学家关注。其在超分子自组装中也具有重要应用。迄今为止，取代基效应已被用于调节许多关键材料的结构，包括金属配位笼状自组装体系、超分子聚合物、金属有机框架 (MOFs) 和共价有机框架 (COFs)等。取代基效应也已被用来调节机械互锁分子 (Mechanically interlocked molecules, MIMs) 的结构和性质。在机械互锁结构中，已报道的取代基效应研究都集中在用于形成轮烷或索烃结构的大环或封端单元上。而线性穿环组分(即所谓的轴)，尤其是阴离子穿环单元，作为形成轮烷和索烃的重要组成部分，其取代基效应尚未被探讨。

在本研究中，以对苯二甲酸二价阴离子(p-phthalic acid dianions; PTADAs)为母体，研究了十二种具有不同取代基的PTADA衍生物和柔性咪唑盐阳离子大环化合物环[2](2,6-二(1H-咪唑基)吡啶[2](1,4-二亚甲基苯) (14+，抗衡阴离子为PF6−) 之间的主客体相互作用。通过溶液相 (DMSO-d6 )和单晶衍射实验结果表明当取代基为2-OH, 2,5-di(OH), 2,5-di(NH2), 2,5-di(Me), 2,5-di(Cl), 2,5-di(Br), 或 2,5-di(I) 时，促进主客体形成假轮烷结构；而取代基为2,3-di(OH), 2,6-di(OH), 2,5-di(OMe), 2,3,5,6-tetra(Cl), 或2,3,5,6-tetra(F) 时，只得到主客体外部结合结构。进一步研究表明当自组装组分包含其他金属阳离子 (M) 时，通过选择PTADA衍生物与14+的不同结合模式可进一步调节超分子自组装结构。通过控制PTADA衍生物和金属阳离子 (M = Co2+, Ni2+, Zn2+, Cd2+, Gd3+, Nd3+, Eu3+, Sm3+, Tb3+) 构建一系列高阶自组装结构，其中包括一维聚轮烷、轮烷超分子有机框架结构 (RSOFs) 或者二维金属有机轮烷骨框架结构 (MORFs)。取代基的存在和性质决定了在使用给定阳离子时获得哪种特定的更高阶自组装结构。在取代基为2,5-di(OH), 2,5-di(Cl), 或2,5-di(Br) 的PTADA衍生物以及Eu3+存在情况下，与14+三组分自组装可以得到具有不同结构和荧光发射特性的MORFs。本工作表明客体取代基的细微变化可用于长程调控互锁结构自组装体系的结构和性能。
相关研究工作得到了国家自然科学基金、973计划、中央高校基本科研基金、北京市教育委员会、北京国家分子科学实验室（BNLMS）和北京师范大学的财政支持，同时也感谢美国国家科学基金会和罗伯特·A·韦尔奇基金会的支持和帮助。相关成果近期发表于《Journal of the American Chemical Society》: Regulating the Structures of Self-assembled Mechanically Interlocked Moleculecular Constructs via Dianion Precursor Substituent Effects. Xu-Lang Chen, Yun-Jia Shen, Chao Gao, Jian Yang, Xin Sun, Xin Zhang, Yu-Dong Yang, Gong-Ping Wei, Jun-Feng Xiang, Jonathan L. Sessler,* and Han-Yuan Gong*. J. Am. Chem. Soc. 2020. DOI: 10.1021/jacs.9b13473。北京师范大学是该工作第一单位；博士生陈绪朗是第一作者。
本文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.9b13473