瓜環(huán)與線型、枝狀分子的超分子自組裝.pdf

1、瓜環(huán)（Q[n]s）是在超分子領(lǐng)域中繼冠醚、環(huán)糊精、杯芳烴之后發(fā)展起來的一類高度對稱的的桶狀大環(huán)化合物。由于其特有的結(jié)構(gòu)特征和作為潛在功能材料的應(yīng)用前景，近年來受到國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者的廣泛關(guān)注。目前，瓜環(huán)主客體化學(xué)作為瓜環(huán)化學(xué)的核心研究內(nèi)容，人們對其進(jìn)行了廣泛而深入的研究，并取得了令人矚目的進(jìn)展。本論文是在文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合實驗室現(xiàn)有的研究成果以及對近年來國內(nèi)外瓜環(huán)主客體化學(xué)研究的了解基礎(chǔ)上，確立了本論文的研究方向和研究內(nèi)容，即瓜環(huán)與線型

2、、枝狀分子的超分子自組裝。
　　本論文設(shè)計、合成了系列碳鏈長短不一具有一定功能基團(tuán)的線型分子以及基于卟啉為母體的枝狀分子，研究其與不同瓜環(huán)的主客體化學(xué)。并應(yīng)用單晶X射線衍射技術(shù)、核磁共振技術(shù)、等溫量熱滴定、紫外吸收光譜和熒光光譜等物理化學(xué)方法對其自組裝體系的性質(zhì)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：（1）通過調(diào)節(jié)主客體的物質(zhì)的量之比，七元瓜環(huán)與N,N'-二甲基-苯甲基-1,10-二氨基癸烷的作用模式可以從類輪烷型的包結(jié)配合物變成啞鈴型的包結(jié)配合物

3、。（2）在水溶液和固體狀態(tài)下，對稱四甲基六元瓜環(huán)（TMeQ[6]）包結(jié)N-丁基-4-吡咯烷基吡啶（g1）的烷基鏈部分形成1:1包結(jié)模式的輪烷結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)Ba2+/SO42-可以實現(xiàn)輪烷的解離與再生。TMeQ[6]與N-戊基-4-吡咯烷基吡啶在水溶液中的包結(jié)形式與g1相似。在室溫下TMeQ[6]包結(jié)4-吡咯烷基吡啶（g0）的吡啶基部分，然而在高溫下，g0和TMeQ[6]在水溶液中有多種主客體包結(jié)形式。（3）在水溶液和固體狀態(tài)下，乙二胺鹽

4、酸鹽在TMeQ[6]的端口外而不進(jìn)入瓜環(huán)的空腔，丙二胺、丁二胺、己二胺到十二烷基二胺鹽酸鹽在水溶液和固體狀態(tài)下均能與TMeQ[6]形成穩(wěn)定的1:1包結(jié)物。當(dāng)烷基鏈的長度超過了TMeQ[6]的空腔大小時，客體在瓜環(huán)中的構(gòu)象能夠發(fā)生改變。（4）在溶液狀態(tài)下，TMeQ[6]分別包結(jié)了5,10,15,20-四-（N-戊基-4-吡啶基）卟啉和5,10,15,20-四-（N,N,N-三甲基-4-丁氧基苯基）卟啉的烷基鏈部分，瓜環(huán)與客體形成了4:1的