共价有机分子笼（Covalent Organic Cages, COCs）是一类具有离散结构和可调控内空腔的分子材料，近年来在分子识别、阴离子传感、催化反应、生物成像、药物传输、气体吸附与分离等领域展现出广泛的应用前景。与传统的金属有机框架（MOFs）、共价有机框架（COFs）以及多孔有机聚合物（POPs）等材料相比，COCs兼具结构明确、种类繁多、可重现性高、易于溶液加工、可回收性好等诸多优点，尤其在结构动态性方面展现出独特优势。它们不仅能够通过可逆键合构建多态结构，还能通过非共价作用实现组装解离与重组，为其在复杂分离环境中的高效适应与精准调控提供了坚实基础。
近日，湖南大学何清课题组在《Coordination Chemistry Reviews》上发表题为 “Covalent Organic Cages in Supramolecular Separation”的综述论文（Coord. Chem. Rev., 2025, 535, 216648），全面回顾了共价有机笼在超分子分离领域的起源、发展与未来方向。该综述从COCs的结构设计与合成方法出发，系统梳理了其在多种分离场景中的应用，包括气体分离、膜分离、阴离子及离子对萃取、手性与位置异构体分离、以及污染物的选择性识别与去除。COCs由于其分子尺度的精细调控能力与超分子作用调节潜力，已成为新一代分离材料的研究前沿。该综述为共价有机笼在超分子分离领域的未来研究与技术转化提供了系统的思路与前瞻性指导。该文还深入讨论了当前COCs在实际应用中面临的关键挑战，包括可扩展的高效合成方法、构效关系的深入解析、以及与多孔材料协同集成的工程实现等。通过将COCs与MOFs、COFs等具有互补特性的框架材料结合，有望进一步拓展其在环境化学、能源分离、生物医学等领域的应用边界。
湖南大学为独立通讯单位，Ishfaq Ahmad Rather 和王飞为共同第一作者，何清教授为独立通讯作者。研究获得了国家自然科学基金、湖南省自然科学基金、中国博士后科学基金以及中央高校基础研究基金（启动基金）的资助。
Title: Covalent organic cages in supramolecular separation
Authors: Ishfaq Ahmad Rather, Fei Wang, Rafia Siddiqui, Meiyue Zhang, Wei Zhou, Xiao Cai, Qing He*
To be cited as：Coord. Chem. Rev., 2025, 535, 216648
DOI：10.1016/j.ccr.2025.216648
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