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包合物按照其主體內(nèi)部空間的形狀可以分為兩類(lèi)。一類(lèi)主體分子內(nèi)的空間是長(zhǎng)的管道或隧道形狀的包合物，另一類(lèi)主體分子內(nèi)的空間是閉合的，被形象地稱(chēng)為籠形化合物或籠狀化合物。例如，三分子通過(guò)氫鍵相互結(jié)合在一起，形成閉合的籠狀結(jié)構(gòu)。其空間大小剛可容納一分子甲醇，將其包合在內(nèi)，此時(shí)稱(chēng)前者為主體，后者為客體。

具有包合作用的環(huán)糊精已為大家所熟知，并已有較多的報(bào)道和研究。但對(duì)籠狀化合物的研究剛起步，在紡織印染方面的應(yīng)用和研究也鮮有報(bào)道 。僅有謝孔良等研究將籠狀結(jié)構(gòu)化合物引入到帶氟碳鏈段的聚合物復(fù)合材料中，用于織物的防沾色處理 。這類(lèi)帶籠狀結(jié)構(gòu)的聚合物可以捕捉陰離子染料分子，形成穩(wěn)定的絡(luò)合物。^[1]

1960年，Verkade等次合成了具有新穎結(jié)構(gòu)的雙環(huán)籠狀磷酸酯(PEPA)。由于其分子具有高度對(duì)稱(chēng)的籠狀結(jié)構(gòu)而引起了人們極大的興趣 。20世紀(jì)80年代初，Halpern等首先將這類(lèi)籠狀磷酸酯用于聚烯烴的阻燃。此后，這類(lèi)化合物作為一種新型的膨脹型阻燃劑在阻燃材料中的應(yīng)用和研究得到了廣泛的重視。

籠狀磷酸酯類(lèi)化合物以其的籠狀結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的熱穩(wěn)定性成為膨脹型阻燃劑(IFR)中的。 膨脹型阻燃體系一般由碳源、酸源及氣源組成：碳源一般是含碳豐富的多官能團(tuán)化合物；酸源是在加熱條件下能釋放無(wú)機(jī)酸的化合物，其主要作用是促進(jìn)多羥基化合物脫水炭化；氣源是受熱分解放出大量無(wú)毒并能滅火的氣體， 同時(shí)發(fā)生膨脹并形成海綿狀細(xì)泡結(jié)構(gòu)的化合物。 商品化的膨脹型阻燃劑大多是混合型膨脹型阻燃劑。它是由個(gè)別的碳源、酸源及氣源組成的混合。三組分的比例不易控制，而且具有易吸潮、熱穩(wěn)定性差、 添加量大、與聚合物難相容。以及相態(tài)分布不均勻等缺點(diǎn) 但在籠狀磷酸酯化合物中。磷原子、碳原子及氮子等集中于同一個(gè)籠狀的分子結(jié)構(gòu)中，其熱穩(wěn)定性良好?；\狀磷酸酯類(lèi)化合物作為阻燃整理劑于塑料等高分子材料，而且僅有少數(shù)的籠狀磷酸酯類(lèi)化合物阻燃劑在市場(chǎng)上。

1970年，日本科學(xué)家小澤預(yù)言，碳元素可能會(huì)有除人們熟知的六方晶系(如石墨)和立方晶系(如金剛石)之外的第3種同素異形體。1985年，美國(guó)Rice大學(xué)的Kroto HW、Sma11evRE和CurtRFJr合成出了以C₆₀為代表的全新的籠狀碳。C₆₀ 分子是具有類(lèi)似拱形建筑的封閉籠狀結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)被稱(chēng)為富勒烯。富勒烯可以看作是一個(gè)截去頂角的正二十面體。因?yàn)榭崴谱闱?，所以又稱(chēng)為足球烯 其內(nèi)腔中可容納一些原子、離子或團(tuán)簇分子。之后又相繼發(fā)現(xiàn)了C₄₄、C₅₀、C₇₆、C₈₀、C₈₄、C₉₀、C₉₄等純碳組成的分子，它們均屬于富勒烯類(lèi)。金屬富勒烯包合物既具有金屬原子的性質(zhì)，又具有富勒烯的性質(zhì)。這賦予了其特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)，如超導(dǎo)、磁性、光學(xué)、催化性等。

富勒烯具有分子篩的性能，由此可開(kāi)發(fā)出籠狀烯分子的一系列用途。如依據(jù)它對(duì)氣體的選擇性吸收，可用來(lái)凈化空氣?；蚶盟鼘?duì)離子的吸附能力，可應(yīng)用于紡織印染廢水的處理以及應(yīng)用于織物的各種緩釋性功能整理等。 美國(guó)已經(jīng)有“有選擇的分子篩富勒烯”的。

瓜環(huán)是繼籠狀磷酸酯和富勒烯之后備受矚目的另一類(lèi)新型籠狀化合物。瓜環(huán)是一類(lèi)具有大環(huán)空腔、兩端開(kāi)口的籠狀化合物。因其貌似南瓜而得名 通常簡(jiǎn)寫(xiě)成CB[n]，其中CB代表瓜環(huán)，n代表瓜環(huán)中苷脲的個(gè)數(shù)。例如，CB[6]是由6個(gè)苷脲聚合而成，簡(jiǎn)稱(chēng)六元瓜環(huán)。瓜環(huán)是由多個(gè)苷脲單體構(gòu)成的籠狀化合物。這種籠狀結(jié)構(gòu)具有疏水性，可以容納各種分子的疏水性部分或有機(jī)分子。 瓜環(huán)的兩端分別分布著與構(gòu)成瓜環(huán)單體數(shù)相同的羰基氧原子， 同時(shí)籠壁上還有4倍于單元結(jié)構(gòu)數(shù)目的氮原子。羰基氧原子具有親水性，可以與金屬離子等官能團(tuán)發(fā)生相互作用。不同聚合度的瓜環(huán)內(nèi)腹空腔以及端口口徑是不同的，可以與大小不同的分子和離子相互作用形成高選擇性和穩(wěn)定性的配合物，從而在超分子化學(xué)中有著極其重要的作用。

瓜環(huán)不僅能容納尺度合適的分子或離子，還可通過(guò)配位鍵、氫鍵等不同形式的相互作用與其他分子或離子等質(zhì)點(diǎn)結(jié)合 。可以預(yù)測(cè)，瓜環(huán)的這些性質(zhì)，使其在治理環(huán)境污染，特別是水體的重金屬污染、有機(jī)毒物污染和大氣污染的凈化方面，以及藥物緩釋、痕量元素的鑒別和檢測(cè)等領(lǐng)域都會(huì)有更突出的表現(xiàn)。^[2]