瓜環主客體相互作用驅動的瓜環基超分子框架

陶 朱，祝黔江

(貴州大學 貴州省大環化學及超分子化學重點實驗室，貴州 貴陽 550025)

超分子框架材料廣泛存在于各種無機框架材料，如配位框架材料[1-2]、金屬-有機框架(MOFs)[3-6]、配位聚合物[7-8]以及有機框架材料，如共價有機框架(COFs)[9-10]、多孔有機聚合物[11-13]。一般來說，并非所有的金屬離子與配體相互作用就能形成所需的MOFs，而只是形成簡單的配合物。然而，一些簡單的配合物通過超分子相互作用進一步組裝，可構筑形成超分子配位框架結構[14-15]；另外，不同的有機分子通過互鎖、主客體等超分子相互作用，亦可形成超分子有機框架結構，即所謂SOF材料[16-17]。無論構建何種框架結構，選擇合適的構件非常重要，這些構件可以通過配位、共價或超分子相互作用構筑具有周期性和多孔性的各種框架結構。這些框架結構具有不同的功能和應用前景，如吸附、釋放、檢測、傳感和催化等[18-21]。

自2000年以來，實驗室就一直從事瓜環化學的研究，瓜環(Q[n]s)是一類由n個苷脲單體通過2n個橋聯亞甲基聯接而成的大環化合物[22]。在了解瓜環表面靜電勢，即中性空腔、電負性羰基端口和電正性外表面這三大結構特征的基礎上，我們認為瓜環是構建各種瓜環基框架結構理想的基本構件。首先，瓜環具有剛性結構，容易形成周期性的多通道框架。其次，瓜環家族成員眾多，包括不同尺寸的瓜環(Q[4]—tQ[15])、不同烷基取代瓜環和各種瓜環類似物[22]，可以構造形成多種瓜環基框架結構。再次，瓜環的結構特性，即靜電勢為正電性的外表面，為負電性的羰基端口和呈中性空腔均可被用于構筑各種瓜環基框架結構，即分別利用瓜環外壁作用、端口羰基氧原子與金屬離子配位作用以及瓜環與客體分子主客體相互作用構筑各種瓜環基超分子框架結構[23-26]，瓜環金屬離子有機框架結構[27]以及瓜環主客體超分子有機框架結構[28]。最近我們已分別對瓜環外壁作用以及瓜環金屬離子配位作用驅動瓜環基框架結構進行了全面的總結[26-27]。這里，我們將對瓜環主客體相互作用驅動的瓜環基框架結構進行總結。

1 瓜環主客體相互作用驅動的瓜環基框架結構

2013年以來，復旦大學黎占亭教授團隊首先報道了一系列基于Q[8]與特殊客體分子相互作用構筑的新型二維(2D)和三維(3D)水溶性超分子有機框架結構(SOFs)[28]。最初，我們認為這些基于瓜環的SOFs只涉及Q[8]和非常特殊的客體分子，盡管它們具有優雅的結構和特異的性質，所涉及的范圍可能相對狹窄。但當我們收集相關研究的材料時發現，描述基于瓜環主客體相互作用驅動的SOFs與瓜環外壁作用以及瓜環金屬離子配位作用驅動的瓜環基超分子框架結構[26-27]一樣豐富多彩，同樣值得專門進行總結和歸納。圖1給出了5種常見瓜環(Q[5]，Q[6]，Q[7]，Q[8]和Q[10])的結構及其表面靜電勢分布圖。

圖1 5種代表性瓜環的結構和表面靜電勢圖Fig.1 Structure and surface electrostatic potential diagrams of 5 representative Q[n]s

通常，根據瓜環的結構特征，即靜電勢呈中性空腔，呈電負性的2個羰基端口和呈正電性外表面，瓜環化學研究可分為瓜環的主客體化學[29-32]、瓜環的配位化學[33]和瓜環的外壁作用化學[23]。但瓜環基框架化學的研究卻將這3個看似獨立的研究方向緊密聯系在一起。需要注意的是，與基于瓜環外壁作用和配位作用構筑的瓜環基框架結構一樣，雖然本文考慮的瓜環基框架結構主要驅動力是瓜環的主客體相互作用，通常還可能伴隨著其他輔助驅動力，如瓜環的外壁作用和配位作用。我們將針對具體實例進行討論。

對于瓜環主客體相互作用驅動的瓜環基框架，不僅要求瓜環分子與客體分子相互作用形成主客體包結或端口配合物，而且還要求這些配合物進一步組裝構筑形成框架。根據形成的瓜環主客體配合物類型，瓜環基框架可進一步分為由1)簡單的主客體包結配合物，2)主客體包結超分子聚合物，3)主客體端口配合物或聚合物構筑而成。

1.1 簡單主客體包結配合物構筑的瓜環基框架

研究表明對稱四甲基六元瓜環(TMeQ[6]，圖2(a))與圖2(b)所示的3個客體分子作用可分別形成類輪烷型包結配合物(C6N4@TMeQ[6]，C6N3@TMeQ[6]，圖2(c)，(d))和啞鈴型包結配合物(C6N2@TMeQ[6]，圖2(e))[34]。這些包結配合物均可進一步組裝形成框架結構 (圖2(f)—(h))。仔細觀察晶體結構中包結配合物間的相互作用(圖2(i)—(k))會發現，它們主要屬于瓜環的自身誘導外壁作用，包括瓜環端口羰基氧與相鄰瓜環外壁上的端口羰基碳、次甲基、橋聯亞甲基間的偶極作用(圖3(a))，作用距離為3.287～3.796 ?(1 ?=10-10m)，以及芳環誘導外壁作用，包括客體芳環部分與瓜環外壁上的端口羰基間的π-相互作用、次甲基、橋聯亞甲基間的C—H…π相互作用(圖3(b))，作用距離為3.448～3.778 ?。對于類輪烷型包結配合物(圖2(c)，(d))，由于被包結客體的芳環部分伸出瓜環空腔外，還可與相鄰芳環發生π…π堆砌作用，作用距離為3.555 ?(圖2(i))。

(a)(b)瓜環TMeQ[6]和客體C6N4，C6N3和C6N2的結構；(c)—(e)包結配合物C6N4@TMeQ[6]、C6N3@TMeQ[6]和C6N2@TMeQ[6]的晶體結構；(f)—(h)分別由包結配合物C6N4@TMeQ[6]、C6N3@TMeQ[6]和C6N2@TMeQ[6]構筑的框架；(i)—(k)包結配合物之間存在的超分子相互作用。圖2 簡單主客體包結配合物構筑的瓜環基框架實例1Fig.2 Q[n]-based frameworks (1) constructed by simple Q[n]-guest inclusion complexes

圖3 簡單主客體包結配合物間的相互作用Fig.3 Interactions between simple Q[n]-guest inclusion complexes

(a)客體分子Bpbd·2HCl的結構；(b) Bpbd·2HCl與Q[8]形成的包結配合物的結構；(c)4Bpbd·2HCl@Q[8] 包結配合物形成的一維超分子鏈；(d)一維超分子鏈構筑的三維SOF；(e)中心鏈與四周四鏈之間形成的自身誘導外壁作用。圖4 簡單主客體包結配合物構筑的瓜環基框架實例2Fig.4 Q[n]-based frameworks (2) constructed by simple Q[n]-guest inclusion complexes

Q[8]與圖4(a)所示客體作用可形成類輪烷型二聚包結配合物(圖4(b))[35]。通過被包結客體伸出芳環端間的π…π堆砌作用(作用距離為3.584 ?)以及質子化吡啶與相鄰瓜環端口羰基氧間的氫鍵作用(作用距離為1.974～2.432 ?)，包結配合物可形成一維超分子鏈(圖4(c))。而鏈與鏈間又通過相鄰瓜環間的自身誘導的外壁作用構筑形成3D框架結構，作用距離為2.939～3.408 ?(圖4(d))。能形成類似類輪烷型包結配合物且能進一步構筑框架結構的客體不少，圖5展示了一些這樣的客體分子[36-37]。

圖5 能形成類輪烷型包結配合物且能進一步構筑框架結構的客體分子Fig.5 Guest molecules that can form rotaxe-like inclusion complexes and further frameworks

捷克學者Sindelar合成了一種自帶客體(2-苯基乙基)的六元瓜環(mPheQ[6]，圖6(a))。通過自身主客體相互作用形成環狀四聚體(圖6(b))，而環狀四聚體又通過瓜環的自身誘導外壁作用(作用距離為3.281～3.788 ?，圖6(c))構筑形成瓜環基框架結構(圖6(d)，(e))[38]。

形成類輪烷型包結配合物是由于客體分子較長，瓜環不能完全包結，但對于較短小的客體分子，如1,3-丙二胺，TMeQ[6]與之相互作用形成完全包結配合物(圖7(a))，而通過自身誘導外壁作用(作用距離為3.039～3.968 ?，圖7(b))，包結配合物可以進一步構筑形成3D 瓜環基框架結構(圖7(c))[39]。

六元瓜環(Q[6])與1,6-己二胺也能形成完全包結配合物(圖8(a))。在[CdCl4]2-陰離子存在條件下，每一個包結配合物通過陰離子誘導的外壁作用與8個[CdCl4]2-陰離子作用(作用距離為3.039～3.767 ?，圖8(b))，同時，每3個包結配合物通過自身誘導外壁作用連接在一起(作用距離為3.090 ?，圖8(c))。由此可形成[CdCl4]2-陰離子包圍10個包結配合物構筑的大環(圖8(d))，而且大環與大環呈互鎖的索烴結構(圖8(e))。不僅如此，互鎖的大環可進一步擴展形成有2個獨立的三維框架結構(圖8(g)(h))，與圖8(i)所示的[CdCl4]2-陰離子框架一起構筑形成圖8(f)所示的三維框架結構[39]。

(a)mPheQ[6]的晶體結構；(b)mPheQ[6]四聚體的晶體結構；(c)3D SOF中的自身誘導外壁作用；(d)(e)從不同方向觀察的mPheQ[6]基3D SOF。圖6 簡單主客體包結配合物構筑的瓜環基框架實例3Fig.6 Q[n]-based frameworks (3) constructed by simple Q[n]-guest inclusion complexes

(a)1,3-丙二胺與TMeQ[6]作用形成完全包結配合物；(b)代表性自身誘導外壁作用；(c)通過(b)自身誘導外壁作用形成3D SOF。圖7 簡單主客體包結配合物構筑的瓜環基框架實例4Fig.7 Q[n]-based frameworks (4) constructed by simple Q[n]-guest inclusion complexes

(a)1,6N2@Q[6]包結配合物的晶體結構；(b)每個1,6N2@Q[6]配合物與8個[CdCl4]2-陰離子間的陰離子誘導外壁作用；(c)1,6N2@Q[6]三聚體中的自身誘導外壁作用；(d)[CdCl4]2-陰離子包圍的褶皺1,6N2@Q[6]十元環；(e)互鎖的褶皺1,6N2@Q[6]十元環；(f)由[CdCl4]2-陰離子和1,6N2@Q[6]配合物構筑的3D框架結構，其可分解為(g)(h)(i)；(g)(h)獨立十元環框架；(i)[CdCl4]2-陰離子框架。圖8 簡單主客體包結配合物構筑的瓜環基框架實例5Fig.8 Q[n]-based frameworks (5) constructed by simple Q[n]-guest inclusion complexes

值得一提的是，瓜環的外壁作用除了前面涉及自身誘導以及芳環誘導兩種外壁作用外，還存在陰離子誘導外壁作用，在構筑瓜環基框架結構中也起著重要作用，包括陰離子與瓜環外壁上端口羰基碳，次甲基以及橋聯亞甲基間的離子偶極作用(圖9)。

圖9 代表性的陰離子誘導外壁作用Fig.9 Representative anion-induced outer surface interaction of Q[n]s

1.2 主客體包結超分子聚合物構筑的瓜環基框架

一般來說，由主客體包結超分子聚合物構筑的瓜環基SOFs需要使用具有多作用位點的客體分子，而瓜環則可以同時與來自2個不同客體的2個作用位點作用。如圖10(a)所示四作用位點的客體(TCMePyP)與TMeQ[6]作用[40]，1個TMeQ[6]分子可同時分別包結2個客體分子的1個羧基(圖10(b))[41]，于是構筑形成圖10(c)所示的2D SOF。2D SOF中相鄰瓜環再通過圖10(d)所示的自身誘導外壁作用形成互鎖結構(圖10(e))，進而構筑形成3D SOF(圖10(f))。

(a)客體TCMePyP的結構示意圖；(b)TMeQ[6]和2個TCMePyP客體的2個羧基端組成的包合物的晶體結構；(c)基于TCMePyP@TMeQ[6]的2D SOF；(d)互鎖2D SOF層中瓜環間自身誘導外壁作用；(e)互鎖2D SOF層中的互鎖網格示意圖；(f)基于TCMePyP@TMeQ[6]的3D SOF。圖10 主客體包結超分子聚合物構筑的瓜環基框架實例1Fig.10 Q[n]-based frameworks (1) constructed by Q[n]-guest inclusion supramolecular polymers

黎占亭團隊報道的首個2D SOF是由圖11(a)所示的客體分子與Q[8]構筑而成(圖11(b))[42]。由此開啟了一系列基于Q[8]與特殊客體分子相互作用構筑的新型二維(2D)和三維(3D)水溶性SOFs的研究高潮。圖12展示了一系列能與Q[8]作用構筑2D SOFs的客體分子[43-45]。

(a)客體結構示意；(b)與Q[8]作用形成的2D SOF結構示意。圖11 主客體包結超分子聚合物構筑的瓜環基框架實例2Fig.11 Q[n]-based frameworks (2) constructed by Q[n]-guest inclusion supramolecular polymers

圖12 能與Q[8]作用形成2D SOFs的客體分子Fig.12 Guest molecules that can interact with Q[8] to form 2D SOFs

利用圖13(a)所示的多作用位點客體與Q[8]作用還可得到圖13(b)所示的3D SOF[46]。溶液相小角X射線散射和衍射實驗支持該3D SOF的周期性結構。在溶劑蒸發后，多孔微晶體仍保持骨架的周期性。作為超分子的“離子海綿”，該骨架可以吸收水中和微晶體中的各種陰離子客體，包括藥物，而被微晶體吸收的藥物可以選擇性地釋放到水相中。圖14展示了一系列能與Q[8]作用構筑3D SOFs的客體分子[47-49]。

(a)客體結構示意；(b)與Q[8]作用形成的3D SOF結構示意。圖13 主客體包結超分子聚合物構筑的瓜環基框架實例3Fig.13 Q[n]-based frameworks (3) constructed by Q[n]-guest inclusion supramolecular polymers

圖14 3個能與Q[8]作用形成3D SOFs的客體分子Fig.14 Three guest molecules that can interact with Q[8] to form 3D SOFs

利用客體電子供體-受體增強相互作用的自組裝(圖15(a))，與Q[8]作用亦可構筑2D SOF(圖15(b))[50]。圖16展示了與Q[8]作用構筑2D SOFs的雙客體體系[43,51]。值得一提的是圖16中展示的第二個雙客體體系長鏈客體具有光學活性，其反式異構體能與四作用位點客體與Q[8]作用構筑2D SOF，當光照后轉變為順式異構體，可使形成的2D SOF解聚。這使其能夠實現可逆的聚合物-低聚物過渡。更有趣的是，四苯乙烯的引入使交聯2D SOF具有有趣的聚集誘導發光(aggregation-induced emission，AIE)特性。

(a)雙客體結構示意；(b)與Q[8]作用形成的2D SOF結構示意。圖15 主客體包結超分子聚合物構筑的瓜環基框架實例4Fig.15 Q[n]-based frameworks (4) constructed by Q[n]-guest inclusion supramolecular polymers

圖16 能與Q[8]作用形成2D SOFs的雙客體分子體系Fig.16 Two-guest molecular systems that can interact with Q[8] to form 2D SOFs

選擇螺旋十四元瓜環(tQ[14]，圖17)與四丁基卟啉衍生物客體作用，由于tQ[14]雙空腔特性，亦可構筑結構新穎的2D SOF(圖17)[52]。該2D SOF對金屬陽離子(如K+)具有響應特性。

以上，我們總結了基于瓜環主客體包結配合物的框架結構。一般來說，瓜環主客體分子都是有機化合物，相互作用屬于分子間弱相互作用，屬于超分子相互作用。因此，產生的框架通常歸屬于SOFs。

(a)四丁基卟啉衍生物客體與螺旋十四元瓜環結構示意；(b)兩者作用形成的2D SOF結構示意。圖17 主客體包結超分子聚合物構筑的瓜環基框架實例5Fig.17 Q[n]-based frameworks (5) constructed by Q[n]-guest inclusion supramolecular polymers

1.3 主客體端口配合物構筑的瓜環基框架

在總結目前報道的瓜環主客體相互作用構筑框架結構的過程中，我們主要關注瓜環基主客體包結配合物驅動的瓜環基框架。然而，在瓜環與客體分子的相互作用體系中，還有一系列瓜環主客體端口配合物，其驅動力來自于瓜環端口與客體之間形成的氫鍵和離子-偶極子作用等。如北京科技大學姜建壯教授團隊選用四吡啶基卟啉鹽酸鹽(圖18(a))與TMeQ[6]通過如圖18(b) 所示的端口作用，構筑形成TMeQ[6]基2D SOF(圖18(c))。相鄰TMeQ[6]基2D SOF中的四吡啶基卟啉鹽酸鹽分子與TMeQ[6]分子進一步通過自身誘導以及芳環誘導外壁作用 (圖18(d))構筑形成3D SOF(圖18(e))。研究還表明，這種3D SOF具有碘吸附行為[53]。

(a)四吡啶基卟啉客體的結構；(b)四吡啶基卟啉客體與TMeQ[6]間的端口作用；(c)由四吡啶基卟啉客體與TMeQ[6]構建的2D SOF；(d)相鄰的2D SOFs中四吡啶基卟啉客體與TMeQ[6]間形成的自誘導和芳香誘導外壁作用；(e)由四吡啶基卟啉客體與TMeQ[6]構建的3D SOF。圖18 主客體端口配合物構筑的瓜環基框架實例1Fig.18 Q[n]-based frameworks (1) constructed by Q[n]-guest exclusion complexes

華東理工大學田禾院士團隊、西北農林科技大學王喬春教授團隊利用端口較小的新型甲基取代五元瓜環(Me10TD[5])與苯二甲胺(圖19(a))的端口作用(圖19(b))，可形成一維超分子聚合物鏈，而鏈與鏈通過自身誘導和芳環誘導外壁作用可繼續組裝形成2D SOF(圖19(c)，作用距離為3.167～3.538 ?，圖19(d))，而2D SOF中的Me10TD[5]通過自身誘導外壁作用和體系中氯陰離子誘導外壁作用構筑形成如圖19(e)所示的3D SOF[54]。

(a)1,4-二甲苯二胺；(b)Me10TD[5]與1,4-二甲苯二胺形成的端口配合物的晶體結構；(c)Me10TD[5]與1,4-二甲苯二胺通過自身誘導及芳環誘導外壁作用構建的2D SOF；(d)2D SOF間存在的自身誘導及芳環誘導外壁作用；(e)堆疊Me10TD[5]/1,4-二甲苯基2D SOFs形成的3D SOF。圖19 主客體端口配合物構筑的瓜環基框架實例2Fig.19 Q[n]-based frameworks (2) constructed by Q[n]-guest exclusion complexes

圖20(a)所示的Me10TD[5]與客體(TAPB)以及圖21(a)(b)所示的客體(TEP衍生物)和環戊基五元瓜環(CyP5TD[5])通過端口作用可形成2D蜂巢狀SOF(圖20(b)，圖21(c))[55-56]。此外，這類超分子聚合物在水溶液中表現出很強的熒光，因為它們具有聚集誘導發光特性。

(a)主體Me10TD[5]與客體TAPB結構；(b)Me10TD[5]與TAPB通過端口作用構建的2D SOF。圖20 主客體端口配合物構筑的瓜環基框架實例3Fig.20 Q[n]-based frameworks (3) constructed by Q[n]-guest exclusion complexes

(a)客體TEP衍生物結構；(b)主體CyP5TD[5]結構；(c)CyP5TD[5]與TEP衍生物通過端口作用構建的2D SOF。圖21 主客體端口配合物構筑的瓜環基框架實例4Fig.21 Q[n]-based frameworks (4) constructed by Q[n]-guest exclusion complexes

2 瓜環主客體作用驅動的瓜環基框架的潛在應用

2.1 選擇性吸附與釋放

既然是框架結構，那么就應具有框架材料的特性，如吸附、傳感、催化等。黎占亭團隊曾用圖14所示的第一個多作用位點客體與Q[8]作用得到一蜂巢狀3D SOF(圖22(e))。吸附實驗表明，該框架對圖22(a)和(b)所示的光敏劑以及圖22(c)和(d)所示的多金屬氧酸鹽(polyoxometallate, POM)催化劑表現出親和力，同時伴隨著熒光猝滅現象。這兩類客體分子是集成光催化體系中重要組成部分。因此，該SOF可用于在有限的納米空間內富集分子光敏劑和催化劑，這有利于光敏劑向催化劑的光激發電子轉移[47]。

2.2 傳感器

中科院上海有機所趙新研究員團隊在圖12所示的TPE衍生物(第二個客體)與Q[8]的水溶液中加入四氫呋喃表現出聚集誘導熒光特性(圖(23))[44]，該體系以熒光猝滅現象表現出對三硝基苯酚具有高選擇性識別特性(圖24)[45]。

(a)(b)兩種Ru基光敏劑；(c)(d)多金屬氧酸鹽催化劑；(e)吸附光敏劑和POM的3D SOF。圖22 瓜環主客體作用驅動的瓜環基框架的應用實例1Fig.22 Potential application (1) of Q[n]-based frameworks driven by host-guest interaction

圖23 TPE衍生物與Q[8]作用形成的2D SOF聚集誘導熒光光譜Fig.23 Aggregation-induced emission spectra of 2D SOF constructed by TPE derivatives and Q[8]

圖24 瓜環主客體作用驅動的瓜環基框架的應用實例2Fig.24 Potential application (2) of Q[n]-based frameworks driven by host-guest interaction

2.3 特殊催化劑

黎占亭團隊采用一種新的構筑策略，利用六臂[Ru(bpy)3]2+配合物為客體(圖25(a)(b))，與Q[8]在室溫下得到一個水溶性超分子框架化合物(圖25(c))[49]。該框架化合物可吸附雜多酸陰離子WD-POMs形成光催化劑(圖25(d))。在可見光(500 nm)照射下，這種雜化體能夠快速地從光敏[Ru(bpy)3]2+客體向氧化還原活性WD-POM單元提供電子，從而在水和有機介質中高效地生成H2。這一策略為開發新型液相和固相有序多孔材料建立了新平臺。

(a)帶有2個PhPy單元的配體結構；(b)該配體與Ru2+陽離子形成的剛性八面體配合物；(c)形成的配合物和Q[8]構筑的三維超分子骨架化合物；(d)吸附了雜多酸陰離子的三維超分子骨架化合物。圖25 瓜環主客體作用驅動的瓜環基框架的應用實例3Fig.25 Potential application (3) of Q[n]-based frameworks driven by host-guest interaction

3 結論

本文對瓜環主客體作用驅動的瓜環基框架的研究進展進行了階段性總結。雖然重點關注瓜環與客體相互作用為主要驅動力的框架結構，但這些框架結構不可避免地與瓜環外壁作用以及與金屬離子的配位作用有關。因此，本文所歸納的瓜環基框架構筑的驅動力除瓜環與客體相互作用，還有可能涉及瓜環外壁作用以及與金屬離子的配位作用。

根據瓜環與客體相互作用的結構特點，瓜環主客體作用驅動的瓜環基框架大致可分為三類: 1)簡單的主客體包結配合物，2)主客體包結超分子聚合物，3)主客體端口作用配合物或超分子聚合物。對于簡單的主客體包結配合物構建的框架，通常還存在其他相互作用。最常見的是瓜環的外壁作用，包括自身誘導外壁作用、陰離子誘導外壁作用和芳香誘導外壁作用。另外，通過一維或二維瓜環主客體相互作用形成的超分子聚合物構建的框架也可能觀察到類似輔助作用。與其他框架材料一樣，由瓜環主客體作用驅動的瓜環基框架也有各種通道和孔洞。因此，它們也具有所有框架材料所共有的吸附特性，如吸附-解吸特性、分子識別功能、特殊的分子容器、傳感器、分子傳遞等特性。功能性質研究表明，瓜環主客體作用驅動的瓜環基框架在分子交換、選擇性吸附與釋放、傳感器、催化等方面均具有突出性能。

作為瓜環化學的一個新的研究方向，將通常所關注的瓜環主客體化學的主流研究方向，即瓜環與客體分子之間的相互作用以及瓜環-客體相互作用體系的特性研究擴展到瓜環主客體相互作用驅動的瓜環基框架及其特性的研究是有限的。因此，在進一步的研究中，不僅要開發更多更新的瓜環主客體相互作用驅動的瓜環基框架體系，還要加強對這些新體系特性，特別是其功能特性和應用前景的研究。