以磺化杯芳烴為主體的超分子化學研究.pdf

1、超分子化學是當前化學、生命科學和材料科學的前沿研究領域之一。近些年來，杯芳烴這一類“新型”的具有獨特空穴結構的大環(huán)化合物，在超分子化學研究方面取得的成果受到科學工作者的廣泛重視，被譽為是繼冠醚和環(huán)糊精之后的第三代超分子主體化合物。 水溶性磺化杯芳烴呈截錐狀結構，它的疏水腔的上緣為磺酸基而下緣是酚羥基，中間的部分為疏水的芳香環(huán)。作為一類多功能水溶性的主體化合物，它可以形成兩親性層狀、分子膠囊、球形和螺旋形的隧道等奇特的結構，在超分

2、子化學和晶體工程領域已經受到人們的廣泛關注。本論文主要以水溶性磺化杯芳烴為研究對象，分別研究了pH值和溶劑兩種因素對磺化杯[4]芳烴與金屬離子自組裝的調控、磺化杯芳烴對金屬配合物的包合和自組裝性能以及磺化杯芳烴與瓜環(huán)的超.分子組裝。具體包括以下內容： 1.研究pH值對磺化杯[4]芳烴與金屬離子作用的調控，分為與兩種金屬離子作用：一種是磺化杯芳烴與三價鑭離子在不同的pH值下，合成了分子膠囊、二維和三維的三種拓撲結構的化合物，而三維

3、結構的化合物是目前為止發(fā)現(xiàn)的第一例三維的鑭系金屬與磺化杯[4]芳烴的拓撲結構。另一種是磺化杯芳烴與二價錳離子在不同的pH值下作用，合成了三個一維鏈狀和一個二維層狀的結構。深入探討了pH調控產物結構的作用原因及其調控規(guī)律，即由于反應溶液的pH值不同，使得磺化杯[4]芳烴與金屬離子的配位能力以及配體質子化和去質子化的不同，導致了不同維數(shù)的配合物形成。研究了溶劑對磺化杯[4]芳烴與金屬鑭離子作用的調控，使用不同的溶劑共得到五種不同的化合物，并

4、分析探討了溶劑的不同對產物結構影響的原因。這些研究為今后定向組裝出目標結構化合物奠定了基礎。 2.研究了磺化杯芳烴對過渡金屬配合物的包合和自組裝、拆分性能：研究磺化杯[4]芳烴對手性鈷的乙二胺配合物的包合和拆分，得到兩種包合鈷的乙二胺配合物的化合物，其中一個化合物的堆積結構與傳統(tǒng)的磺化杯[4]芳烴堆積結構不同，是一種渦輪狀的堆積方式，但是沒有實現(xiàn)對手性對映體分子的拆分；研究磺化杯[4]芳烴與二價銅離子的吡嗪同系物配合物所形成的超

5、分子化合物，合成了五個化合物，分析探討了吡嗪同系物空間位阻的不同對配合物及超分子自組裝的影響；研究了磺化杯[4]芳烴與二價銅離子和2,2-聯(lián)吡啶所形成的兩種不同的一維鏈狀配合物的合成與結構，總結了磺化杯[4]芳烴包合金屬配合物的有利條件。 3.研究了磺化杯芳烴與瓜環(huán)的超分子組裝，兩種磺化杯芳烴(磺化杯[4]芳烴和磺化杯[6]芳烴)分別與六元瓜環(huán)作用，首次得到了兩個磺化杯芳烴與瓜環(huán)通過非共價相互作用力組裝的超分子化合物，它們具有奇