手性是自然界的基本现象，生物体的同手性偏好与各种疾病的病理过程，已经药物的药理活性、代谢过程和生物毒性等都息息相关。因此，准确区分一对互为镜像的手性分子在药物分析、疾病诊断、和环境污染检测等领域至关重要。大环主体是分子识别的重要工具，然而目前大多数报道的手性大环受体对映体选择性(α = K_R(S)/K_S(R))普遍低于3.0，并且识别亲和力往往低于10⁶ M⁻¹，对于很多实际应用需求来说仍有着极大的提升空间。

近日，南开大学的蔡康研究员团队以手性1，1′-联-2，2′-萘酚（BINOL）衍生物为构筑单元，通过Yamamoto偶联一锅法成功合成了水溶性的、具有篱笆状构型的对映纯手性大环，命名为篱[4]联萘大环（Corral[4]BINOL，简写C[4]BINOL），实现了目前报道的水相手性大环中最高的对映体选择性(α=18.7)和最强的识别亲和力（K_a = 10¹⁰ M^–1）。

C[4]BINOL的手性共轭骨架使其在水中具有良好的荧光发射（QY=34%）和圆偏振发光（|g_lum| 高达 1.4×10^–3）。值得注意的是，得益于深空腔的强疏水效应，C[4]BINOL在水中对一系列非手性的疏水客体G1~G8表现出10⁷ ~10¹⁰ M^–1的高识别亲和力，其中对黄藤素（G8）实现了皮摩尔水平的识别亲和力（高达8.6×10¹⁰ M^–1），是目前报道的手性大环中的最高水平，且即使在非手性大环中也属罕见的高亲和力。

另外，C[4]BINOL在对一系列手性底物的识别中表现出2.7至18.7的优异对映选择性。比如对手性药物沙利度胺的对映选择性高达18.1，而对常用的螺环手性配体SPINOL的对映选择性高达18.7，代表了水溶液中手性大环对映选择性识别中的最高水平。

值得注意的是，(R)-SPINOL和(S)-SPINOL荧光与RRRR-C[4]BINOL结合时，会分别对大环主体的荧光造成增强和淬灭两种截然相反的现象（下图a和b），并且在核磁氢谱上也会显示出显著不同的质子位移趋势（下图c-f）。结合DFT理论计算，证实SPINOL两个手性对映体与C[4]BINOL有着两种截然不同的的结合模式，从而解释了高对映选择性的来源。

在该工作中，南开大学的蔡康研究员团队成功合成了一对水溶性的篱[4]联萘大环（C[4]BINOL）对映异构体，实现了目前报道的水相手性大环中最高水平的对映体选择性(18.7)和最强的识别亲和力（10¹⁰ M^–1）。C[4]BINOL突出的水相识别强度和手性区分能力，及其合成易得性和优异的手性光学特性，使其在分析传感、手性分离、超分子不对称催化、水污染检测和处理等诸多领域都有着很大的研究和应用的价值。