催化在化学和工业领域具有不可替代的重要性，它能够显著加快反应速率、降低能耗，推动绿色、高效、可持续的化学制造与新材料开发。超分子催化则在传统催化基础上融入超分子相互作用，通过氢键、静电、疏水效应、主客体识别等非共价力，实现对反应底物的精准识别和活化，从而更加精细地调控反应过程。其中，以有机大环和分子笼为核心的超分子催化体系尤具特色。这类主体分子拥有结构明确、尺寸可调的分子空腔，可通过“限域效应”富集底物、约束底物的空间构象与取向，大幅提高反应速率并获得特定的立体选择性。同时，在大环或分子笼内部精心设置氢键、离子–偶极、π相互作用等键合位点以及催化活性中心，可构建类似酶的微环境，实现对反应速率、选择性与反应路径的精准调控，甚至获得传统催化方法难以实现的全新反应活性。
近日，我校化学与化工学院宁锐老师联合中国科学院化学研究所王其强研究员，以“Supramolecular catalysis with emerging, functional organic macrocycles and cages”为题，系统综述了新兴功能有机大环和分子笼在超分子催化领域的最新进展。该综述以海南师范大学为第一单位，发表在国际权威期刊《Chemical Society Reviews》（中科院1区TOP；影响因子 39.3）。
文章从氢键型、阳离子键合型、π受体型大环，到多样化分子笼结构以及内嵌金属中心的环状主体体系，系统总结了它们在超分子催化中的研究进展。通过灵活选择构筑单元，可精准调控大环和分子笼的尺寸与形状，使其与特定底物高度匹配；同时，在主体空腔内部合理布局非共价键合位点，可实现协同调控，开发出一系列新颖的超分子催化策略。主体分子不仅可以直接活化底物，还能通过结合非反应物种来影响反应中间体和过渡态从而实现对催化活性与立体选择性的精细控制。
更重要的是，基于有机大环和分子笼的超分子催化不仅能够模拟经典的酶促反应，还能够突破天然酶的限制，促进许多自然界难以实现或无法获得的全新化学转化，为探索新反应类型、构建高选择性功能催化体系提供了广阔空间。该研究将有望推动构筑更复杂、更智能的超分子催化体系的发展，通过精密结构设计、精准超分子作用力调控以及多模式催化协同，为解决当前催化科学中的关键挑战、开拓全新的反应体系提供新的思路和动力。
