由于光催化中心通常只能產生自由基，自由基的成鍵過程及手性中心的形成難以控制，因此要實現光催化反應的立體選擇性控制是一項極具挑戰性的工作。目前研究中有兩種解決策略，一種是加入共催化劑控制手性的形成，另一種是利用既有光活性又有手性配位作用的雙功能催化中心進行反應。然而富電子的芳香烴底物難以與催化中心形成配位位點，以上策略的底物適用范圍均存在一定局限。
近年來，超分子籠作為一種人工模擬酶的結構模型用于一系列手性反應的控制。許多金屬-有機分子配位的超分子籠作為化學惰性的分子燒瓶，通過空間限域效應，可以控制構型不同的特定反應發生。然而，如果在利用分子籠效應的同時，進一步將活性構筑基元引入籠結構，進而設計化學活性的分子籠，不僅可產生特定的主-客體識別，還可賦予分子籠能量傳遞、電子轉移、不對稱誘導、催化等諸多化學與物理性質，實現微納限域的配位空間功能化設計和應用。
基于以上配位超分子自組裝與配位空間功能化的研究思想，中山大學的蘇成勇教授（點擊查看介紹）和劉軍民副教授（點擊查看介紹）在該課題組前期分步組裝了釕-鈀雙金屬活性配位超分子籠（J. Am. Chem. Soc., 2014, 136 , 4456-4459）并應用于手性誘導拆分（Nat. Commun., 2016, 7, 10487）和光催化產氫（Nat. Commun., 2016, 7, 13169）。近日，他們利用光化學活性的分子籠手性限域效應，實現了萘酚及其衍生物的區域和對映體選擇性光催化偶聯反應。含有光氧化還原活性和手性的RuL3金屬配體超分子籠（MOC-16）一方面可以實現萘酚光聚合的區域選擇性，得到萘醌和萘酚的1, 4-偶聯產物，而不是常見的1, 1-偶聯聯二萘酚產物。另一方面，單一手性的MOC-16籠在可見光的照射下，可實現對1, 4-偶聯產物的手性選擇性控制，并且分子籠可穩定易消旋的手性產物。該反應的機理通過順磁共振譜、循環伏安法、紫外-可見吸收光譜、熒光光譜和對照實驗進行驗證，揭示了該反應經歷自由基過程，且在空氣或厭氧的條件下均可發生。這類分子籠控制的光聚反應在產生自由基的同時可控制反應的手性構型，在手性光催化中極為罕見。該工作通過多功能化的分子籠實現了芳香化合物新的偶聯方式，為簡潔、安全、原子經濟的不對稱C-C鍵構筑提供了新思路。
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