六元和七元瓜环与两类端邻苯二甲酰亚胺基紫精轮烷的组装及性质

设计合成了2种不同碳链长度的客体分子1,1'-二甲基邻苯二甲酰亚胺基-4,4'-联吡啶溴化物 (G1)和1,1'-二丁基邻苯二甲酰亚胺基-4,4'-联吡啶溴化物(G2). 利用紫外-可见吸收光谱、 核磁共振波谱和等温滴定量热等方法研究了客体分子G1和G2与六元(Q[6])和七元瓜环(Q[7])的超分子自组装方式. 结果表明, 在加热回流情况下G1与Q[6]利用滑移法能与紫精基团包结形成[2]轮烷结构, 而Q[7]在常温下就能滑过封端基团邻苯二甲酰亚胺与紫精基团包结形成[2]准轮烷结构.     

三种瓜环与苯并吲唑衍生物的超分子自组装

设计、合成了医药中间体3-吡啶基苯并吲唑衍生物(DIHY)作为客体分子,并利用~1H NMR、质谱、等温量热滴定和紫外吸收光谱法考察了主体对称四甲基六元瓜环(TMeQ[6])、七元瓜环(Q[7])以及八元瓜环(Q[8])和与其相互作用的结构特征.结果表明,这三种具有不同空腔大小的瓜环与DIHY之间具有不同的作用模式.TMe Q[6]-DIHY体系中,客体分子位于瓜环的端口处; Q[7]-DIHY体系中,客体分子DIHY的4,5-二氢-2H-苯并吲唑部分进入到瓜环的空腔内部,而吡啶基团位于瓜环的端口形成1∶1的类轮烷结构; Q[8]-DIHY体系中, 2个客体分子DIHY的4,5-二氢-2H-苯并吲唑部分以"面对面"的堆叠方式进入到Q[8]的空腔中,而吡啶基团位于瓜环的端口,自组装形成1∶2的超分子结构.     

吡啶基咪唑[4,5-f]1,10-菲咯啉合成、表征及与瓜环作用的光谱学考察

设计合成了2个吡啶基菲咯啉衍生物2-(3-吡啶基)咪唑[4,5-f]1,10-菲咯啉(G1)和2-(4-吡啶基)咪唑[4,5-f]1,10-菲咯啉(G2),通过元素分析、质谱和核磁共振氢谱对其结构进行了表征。 利用紫外吸收光谱和荧光光谱法考察了所合成化合物与六元瓜环Q[6]、七元瓜环Q[7]的相互作用,以及体系pH值对主-客体相互作用的影响。 在酸性条件下,Q[6]、Q[7]与Gl以及Q[6]与G2均发生包合形成1∶1的包合物,并有荧光增敏作用;Q[7]与G2作用形成1∶2包合物,且对G2有荧光猝灭作用;Q[6]、Q[7]与G1的包合常数分别为3.00×104和1.86×104 L/mol;Q[6]、Q[7]与G2的包合常数分别为1.64×104和1.01×103 L/mol。 随着体系酸性减弱,瓜环与客体作用减弱,在中性条件下,瓜环未与客体发生包合作用。     

吡啶基咪唑[4,5-f]1,10-菲咯啉的合成、表征及与瓜环作用的光谱学考察

设计合成了2个吡啶基菲略啉衍生物2-(3-吡啶基)咪唑[4,5-f]1,10.菲咯啉(G1)和2-(4-吡啶基)咪唑[4,5-f]1,10-菲咯啉(G2),通过元素分析、质谱和核磁共振氢谱对其结构进行了表征.利用紫外吸收光谱和荧光光谱法考察了所合成化合物与六元瓜环Q[6]、七元瓜环Q[7]的相互作用,以及体系pH值对主-客体相互作用的影响.在酸性条件下,Q[6]、Q[7]与Gl以及Q[6]与G2均发生包合形成1∶1的包合物,并有荧光增敏作用;Q[7]与G2作用形成1∶2包合物,且对G2有荧光猝灭作用;Q[6]、Q[7]与G1的包合常数分别为3.00×104和1.86×104L/mol;Q[6]、Q[7]与G2的包合常数分别为1.64×104和1.01×103L/mol.随着体系酸性减弱,瓜环与客体作用减弱,在中性条件下,瓜环未与客体发生包合作用.     

七、八元瓜环与二溴化1,n-亚烷基-二-2-甲基吡啶的超分子自组装

合成和表征了4个碳链长度不同二溴化1,n-亚烷基-二-2-甲基吡啶(客体,n=6,8,10,12),利用1H NMR技术、热重分析及紫外吸收光谱法考察了这些客体与七、八元瓜环(主体)的相互作用,以及形成的主客体包结物的结构特征.研究结果表明4个客体与七、八元瓜环形成不同的主客体包合物.七元瓜环可穿梭在线性客体分子上形成类轮烷型或哑铃型主客体包合物;而由于具有较大的空腔,八元瓜环可包容弯曲状的整个客体分子.     

七元瓜环与N,N′-二烷基-1,3-(4,4′-二吡啶基)丙烷衍生物的相互作用

以1,3-(4,4′-二吡啶基)丙烷为母体,合成了N,N′-二乙基\,二丁基\,二己基以及二辛基1,3-(4,4′-二吡啶基)丙烷衍生物.利用 1H NMR技术和紫外吸收光谱法,考察了Q[7]与上述链状吡啶衍生物的相互作用.实验结果表明,Q[7]与客体PC0,PC2作用,瓜环包结客体的二吡啶基丙烷部分形成1∶1的包结配合物;对于取代烷基碳链数大于4的N,N′-二烷基-1,3-(4,4′-二吡啶基)丙烷衍生物,随着主体与客体摩尔比值的增加,体系中主-客体相互作用的主导模式是Q[7]逐渐包结了客体二吡啶基丙烷部分,进而形成Q[7]包结客体两端取代烷基,甚至形成一个客体分子上"挂满"3个主体瓜环的包结物.     

七元瓜环与N,N’-二烷基-1,3-(4,4’-二吡啶基)丙烷衍生物的相互作用

以1,3-(4,4’-二吡啶基)丙烷为母体, 合成了N,N’-二乙基、二丁基、二己基以及二辛基1,3-(4,4’-二吡啶基)丙烷衍生物. 利用1H NMR技术和紫外吸收光谱法, 考察了Q[7]与上述链状吡啶衍生物的相互作用. 实验结果表明, Q[7]与客体PC0, PC2作用, 瓜环包结客体的二吡啶基丙烷部分形成1∶1的包结配合物; 对于取代烷基碳链数大于4的N,N’-二烷基-1,3-(4,4’-二吡啶基)丙烷衍生物, 随着主体与客体摩尔比值的增加, 体系中主-客体相互作用的主导模式是Q[7]逐渐包结了客体二吡啶基丙烷部分, 进而形成Q[7]包结客体两端取代烷基, 甚至形成一个客体分子上“挂满”3个主体瓜环的包结物.     

六元瓜环与二氯化-1,8-二(2-苯并咪唑基)辛烷的自组装模式

采用¹H NMR、 荧光光谱和紫外吸收光谱法考察了主体六元瓜环与合成客体二氯化-1,8-二(2-苯并咪唑基)辛烷的自组装模式. 结果表明, 六元瓜环能与二氯化-1,8-二(2-苯并咪唑基)辛烷发生相互作用, 瓜环包结客体分子的苯并咪唑基团, 烷基链置于瓜环端口外侧. 自组装模式与主客体的摩尔比密切相关. 当主客体的摩尔比为1:1时, 1个瓜环包结客体分子的一端苯并咪唑基团形成棒槌形的包结配合物; 当主客体的摩尔比为2:1时, 2个瓜环分别包结客体分子的两端苯并咪唑基团形成哑铃型的主客体包结配合物.     

两种七元瓜环与3-(2-萘基)-丙氨酸的包结行为分析

以反式七元瓜环(i Q[7])和七元瓜环(Q[7])作为主体分子,一对氨基酸对映体L-3-(2-萘基)-丙氨酸(L-NA)及D-3-(2-萘基)-丙氨酸(D-NA)为客体分子,利用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、等温滴定量热分析、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱以及核磁共振技术等手段,对比探究了这两种具有不同空腔大小的七元瓜环与这一对氨基酸对映体之间的自组装模式的异同点,实验结果表明:这四组主客体包结物具有相同的作用模式,均为瓜环的空腔包结了客体分子的萘环部分而客体分子的氨基及羧酸部分位于瓜环的端口外侧,主客体均以1∶1的作用比相互配位形成较为稳定的超分子自组装体,同时发现两种七元瓜环对L/D-NA手性对映体的分子选择性略有不同.     

七、八元瓜环与两种含香豆素单元的紫精衍生物的相互作用

合成了两个含有香豆素单元的紫精衍生物(简称[XDS-3CMV],[XDS-6CMV]).利用1H NMR,ESI-MS,UV-Vis以及荧光光谱分析方法考察了七、八元瓜环CB[n](n=7,8)与客体分子[XDS-3CMV],[XDS-6CMV]之间的相互作用.结果显示,两种客体均可与CB[n](n=7,8)分别形成稳定的包结配合物,烷基链长度以及瓜环空腔尺寸的差异影响主客体相互作用的模式.其中七元瓜环与两种客体分子的紫精部分作用形成1∶1的包结配合物;八元瓜环可以与折叠成U型结构的[XDS-6CMV]分子形成1∶1的包结物,而与[XDS-3CMV]分子则形成超分子聚合物.     

瓜环与长链二胺自组装实体结构考察

以^1H核磁共振技术和X射线单晶衍射分析方法考察了3种瓜环与长链二胺(1,7-庚二胺与1,8-辛二胺)相互作用的结构特征．^1H NMR分析表明瓜环(Q[6]和Q[7])与有机二胺(1,7-庚二胺与1,8-辛二胺)有较强的相互作用,形成自组装类轮烷结构;Q[8]与1,7-庚二胺与1,8-辛二胺之间相互作用力相对较弱;晶体结构测定结果表明,六元瓜环与辛二胺自组装形成的类轮烷实体中,辛二胺是以直链状穿过六元瓜环的空腔,两配位氨基留在瓜环两端口之外．     

六～八元瓜环与咪唑[4,5-f]-1'''',10''''-菲咯啉衍生物的相互作用

合成了2-苯基-咪唑[4,5-f]-1',10'-菲咯啉和对二甲氨基-2-苯基-咪唑[4,5-f]-1',10'-菲咯啉两种咪唑[4,5-f]-1',10'-菲咯啉衍生物,并经过一、二维核磁共振谱以及质谱方法的验证.利用1H NMR、质谱以及紫外可见分光光度法,考察了以六～八元瓜环为主体,咪唑[4,5-f]-1',10'-菲咯啉衍生物为客体的作用体系,以及形成的主客体包结配合物的结构特征.研究结果表明三种瓜环均与2-苯基-咪唑[4,5-f]-1',10'-菲咯啉发生相互作用,客体以较小的苯基一端穿过瓜环内腔直至苯基部分和菲咯啉部分分别露置在瓜环的两个端口外,特别是八元瓜环能容纳两个客体分子.而对二甲氨基-2-苯基-咪唑[4,5-f]-1',10'-菲咯啉仅能与七及八元瓜环相互作用,作用模式与前者相同.     

水溶性六元瓜环衍生物与1,ω-亚烷基吡啶主客体配合物的^1HNMR及晶体结构

利用^1HNMR技术以及单晶X衍射技术考察对称四甲基取代六元瓜环（TMeQ[6]）与几种1,ω-亚烷基吡啶阳离子（ω=2,4,6,8,10）客体的相互作用．在这些包结配合物中,TMeQ[6]的端口效应以及空腔效应同时存在,其主客体作用模式随着客体亚烷基碳链长短不一而各不相同．对于客体1,2-二乙基吡啶（Edpy）,TMeQ[6]包结Edpy的带正电荷的吡啶环部分,形成一不对称的包结配合物;对于客体1,4-二丁基吡啶（Bdpy）,TMeQ[6]选择性包结Bdpy的吡啶环部分或烷基部分存在竞争作用和快速交换;而具有较长碳链的客体1,6-二己基吡啶（Hdpy）和1,8-二丁庚基吡啶（Odpy）与TMeQ[6]通过空腔的疏水作用以及外部的离子-偶极作用形成稳定的类轮烷包结配合物;客体1,10-二癸基吡啶（Ddpy）的两个吡啶环分别被两个TMeQ[6]包结形成哑铃型的包结配合物．     

水溶性六元瓜环衍生物与1,ω-亚烷基吡啶主客体配合物的~1H NMR及晶体结构

利用1HNMR技术以及单晶X衍射技术考察对称四甲基取代六元瓜环(TMeQ[6])与几种1,ω-亚烷基吡啶阳离子(ω=2,4,6,8,10)客体的相互作用.在这些包结配合物中,TMeQ[6]的端口效应以及空腔效应同时存在,其主客体作用模式随着客体亚烷基碳链长短不一而各不相同.对于客体1,2-二乙基吡啶(Edpy),TMeQ[6]包结Edpy的带正电荷的吡啶环部分,形成一不对称的包结配合物;对于客体1,4-二丁基吡啶(Bdpy),TMeQ[6]选择性包结Bdpy的吡啶环部分或烷基部分存在竞争作用和快速交换;而具有较长碳链的客体1,6-二己基吡啶(Hdpy)和1,8-二丁庚基吡啶(Odpy)与TMeQ[6]通过空腔的疏水作用以及外部的离子-偶极作用形成稳定的类轮烷包结配合物;客体1,10-二癸基吡啶(Ddpy)的两个吡啶环分别被两个TMeQ[6]包结形成哑铃型的包结配合物.     

六元瓜环与含双苯并咪唑功能基烷烃的自组装模式及晶体结构

以含有双苯并咪唑功能基的烷烃化合物二氯化-1,4-二(2,2’-苯并咪唑基)丁烷(SBB)为客体,普通六元瓜环(Q[6])为主体,利用1H NMR技术、荧光发射光谱和X-单晶衍射实验等考察了主客体的自组装模式.1 H NMR技术结果显示,当主客体的比例为1:1时,在水溶液中,1个Q[6]包结1个客体分子的一端苯并咪唑基团;在结晶固态条件下,X-单晶衍射实验测试结果是Q[6]包结客体分子的烷基链.荧光发射光谱表明,当主客体比例为2:1时,2个Q[6]分别包结1个客体分子的两端苯并咪唑基团形成哑铃型的实体配合物。     

两种部分甲基取代瓜环配合物的晶体结构(英文)

本文报道了2种新的部分甲基取代瓜环配合物的晶体结构,利用X-射线单晶衍射技术表征了2种配合物的结构,在CdCl2溶液中,1,2,4,5-八甲基六元瓜环选择性的包结客体分子1,2-(2,2′-bisbenzimidazolyl)ethanedichloride,形成2∶1的哑铃型主客体包结配合物;而1,2,4-六甲基五元瓜环(HMeQ[5])与钠离子配位形成包结一个水分子的"分子胶囊","分子胶囊"之间通过氢键自组装形成一维的超分子长链。     

七元瓜环与1,7-二(2-苯并咪唑)庚烷的相互作用及自组装

利用~1H NMR法、紫外吸收光谱法、荧光发射光谱法和单晶X射线衍射等方法考察了七元瓜环(Q[7])与氯化1,7-二(2-苯并咪唑)庚烷(SBHt)在酸性溶液中的相互作用过程及组装模式.首先考察了主客体相互作用对客体p Ka的影响,以确定研究主客体相互作用以及组装过程的实验条件.~1H NMR滴定实验结果表明,在水溶液中主客体可形成1∶1和2∶1的主客体包结配合物,当主客体物质的量之比为1∶1时,Q[7]包结SBHt的烷基链,两端苯并咪唑基团处于瓜环端口外侧;当主客体物质的量之比为2∶1时,两个Q[7]分别包结同一SBHt分子的两端苯并咪唑基团,这一实验结果得到荧光发射光谱的佐证.Q[7]与SBHt形成1∶1的主客体包结配合物的晶体结构表明,客体烷基链在瓜环空腔内发生折叠以使其通过离子偶极及氢键与Q[7]有效作用.     

瓜环与4,4'-二氨基二苯甲烷衍生物的相互作用

合成了三种长链多芳环多胺基客体,它们分别由三种醛基吡啶异构体与4,4'-二氨基二苯甲烷形成的Schiff碱还原而成,并得到1H NMR以及质谱分析方法表征证实.以核磁共振技术、紫外吸收光谱分析方法以及滴定1H NMR方法为研究手段,对瓜环(cucurbit[n]urils,n=6～8)分别与三种4,4'-二[N-(吡啶甲基)氨基]二苯甲烷盐酸盐相互作用进行了考察.实验结果表明,六元瓜环与三种4,4'-二[N-(吡啶甲基)氨基]二苯甲烷盐酸盐相互作用均形成物质的量之比为2∶1的哑铃型包结配合物;八元瓜环与三种N,N'-二(N-(吡啶甲基)二苯甲烷盐酸盐相互作用形成以类轮烷结构为主的包结配合物;七元瓜环与三种N,N'-二(N-(吡啶甲基)二苯甲烷盐酸盐相互作用存在多种模式的竞争.     

反式七元瓜环与N,N'-二苄基-4,4'-联吡啶氯化物的络合行为研究

利用核磁共振技术、 紫外-可见吸收光谱、 荧光发射光谱、 等温量热滴定及基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)等方法研究了N,N'-二苄基-4,4'-联吡啶氯化物(G1, 客体分子)与反式七元瓜环(iQ[7], 主体分子)的相互作用及形成的主客体包结配合物的结构特征. 结果表明, 客体分子两端的苄基部分分别进入iQ[7]的空腔, 而4,4'-联吡啶则一部分被iQ[7]的空腔所包结, 另一部分处于iQ[7]的端口, 形成包结比为2:1的哑铃型主客体超分子组装体.     

瓜环与含羟基功能基二胺包结配合物的晶体结构及相互作用的研究

合成并表征了含羟基功能基的二胺1,3-二(2-氨基苯氧基)-2-丙醇(客体). 利用X射线衍射方法研究了客体与八元瓜环Q[8]所形成包结配合物的晶体结构. 结果表明主客体间形成了1∶2的包结配合物, 两个客体分子分别从瓜环的两个端口进入瓜环内腔, 在腔内两个客体分子中的苯环间存在着π-π相互作用. 利用1H NMR技术及紫外-可见吸收光谱对主客体间的相互作用进行考察, 所得结果与晶体结构吻合.