自由基是一类常见的化学反应中间体,具有产生形式多样、反应能垒低、对传统活泼官能团耐受性较好、易于实现极性反转、能够通过串联反应快速提高分子复杂度等特点。得益于此,自由基介导的反应已成为有机合成方法学的重要工具之一。同时,自由基的性质高度活泼,导致反应虽易于发生,但不易控制。如何提高反应选择性,特别是化学和立体选择性,是自由基反应发展历程中的关键挑战。
超分子化学有望为上述挑战提供新颖、有效的解决方案。在自然界的酶催化体系中,非共价相互作用扮演着至关重要的角色,通过预组织底物、稳定中间体或过渡态等方式,实现了一系列高选择性的转化反应。受此启发,我们希望系统研究非共价相互作用(如氢键、π-π相互作用、离子对相互作用等)和纳米限域效应对于自由基中间体反应活性的调控规律,并在此基础上,将超分子组装的策略运用于催化剂设计,从而引导自由基沿预想路径反应,获得结构明确、立体专一的反应产物。