七元瓜环与N,N’-二甲基-苯甲基-1,10-二氨基癸烷的超分子自组装

设计合成了具有多个作用位点的长链分子N,N’-二甲基-苯甲基-1,10二氨基癸烷(C10DA)并将其作为客体,利用1H NMR、紫外吸收光谱及荧光光谱等手段考察了C10DA与七元瓜环(主体)的相互作用,以及形成的主客体包结配合物的结构特征.结果表明,随着主客体摩尔比的变化,其作用模式从类轮烷型包结配合物转变成哑铃型包结配合物,这一特性在分子器件的制备方面具有潜在的应用前景.     

分子机器的回顾与展望——2016年诺贝尔化学奖简介

1983年,让-皮埃尔·索瓦日将2个环形分子连接在一起形成链,并将其命名为索烃。2个互锁的环可以彼此相对移动,这是第一个分子机器的雏形。1991年,詹姆斯·弗雷泽·斯托达特制备了一种轮烷,并展示了分子轴上的分子环能够沿着轴移动。基于轮烷,他设计研发了分子电梯和分子肌肉等分子机器。1999年,伯纳德·费林加成为第一个开发分子马达的人,并且根据它设计制造出分子汽车。基于上述3位科学家在分子机器研究领域的杰出贡献,他们分享了2016年诺贝尔化学奖。     

侧链准聚轮烷的制备及表征--葫芦脲[6]与聚[4-乙烯基-溴(N-正丁基)吡啶季铵盐]的超分子自组装

通过葫芦[6]脲(CB[6])与聚[4乙烯基溴(N正丁基)吡啶季铵盐](P4VBuBr,2)在水溶液中于室温下进行超分子自组装,得到一类超分子聚合物———准聚轮烷.通过1HNMR、IR、元素分析对其结构进行了表征,证实CB[6]位于2的侧基脂肪链上,通过非共价键与2结合,并且CB[6]与2重复单元的结合摩尔比分别为0.28∶1、0.2∶1、0.1∶1;通过X射线粉末衍射(XRD)、热重分析(TGA)、紫外可见吸收(UVVis)对其性质进行了研究,证实了准聚轮烷比相应的聚合物2有更高的热稳定性、更强的UVVis吸收以及较高的结晶能力;热分解温度随着准轮烷中CB[6]含量的增加而逐渐提高;NaBr是准聚轮烷的优良的沉淀剂.     

溶液酸碱度调控的分子机器与分子开关

人工分子机器按其能量驱动方式可以分为化学驱动、电化学驱动和光驱动三类.溶液酸碱度调控(p H调控)驱动属于化学驱动的一种,其基本原理是通过加入酸碱性化合物调节溶液的酸碱度从而改变体系中各种组分的化学性质,实现分子机器的运动.利用溶液酸碱度调控已成为人工组装分子机器最常用的能量供应方式之一.对溶液酸碱度调控的分子机器和分子开关进行了详细综述,分别总结了基于冠醚和其他大环主体的溶液酸碱度调控分子机器与分子开关的制备及酸碱调控方法,并展望了它们在信息存储、电子器件及药物传递等领域中的应用.     

适配双链与非适配单链包结γ-CD聚准轮烷嵌段共聚物合成与表征

首先在精准控制摩尔投料比条件下,通过缓慢加料方式制备出以2-溴异丁酰基为端基的双三缩四乙二醇偶氮苯二甲酸酯(Br-EG_4-AZO-EG_4-Br,1)作为引发剂,然后在[γ-CD]/[1]=4的条件下,将1与γ-环糊精(γ-CD)在水溶液中进行自组装制备得到双链包结聚准轮烷(i PPR),进而用该聚准轮烷原位引发N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)进行原子转移自由基聚合(ATRP)得到聚准轮烷嵌段共聚物(PPRs).分析结果表明,该类共聚物以γ-CD与偶氮苯和折叠三缩四乙二醇链自组装形成的适配双链包结结构的形式存在,而在与由1引发NIPAAm进行ATRP聚合所制备的PNIPAAm-EG_4-AZO-EG_4-PNIPAAm进行自组装包结时,γ-CD则均匀分布在整条共聚物链上生成非适配单链包结聚准轮烷嵌段共聚物(a PPRs).与引发剂1和a PPRs相比,PPRs中代表反式偶氮苯基团的紫外吸收峰发生明显红移,但紫外光照射产生的顺式异构化几乎不导致γ-CD滑脱下链,说明γ-CD与偶氮苯和折叠三缩四乙二醇包结形成的适配双链包结结构不仅稳定性高,而且还能可逆地转化为γ-CD与双三缩四乙二醇链包结形式的适配双链包结结构.     

超分子化合物的模板合成

本文简要介绍了几种新颖超分子化合物的模板合成的方法。     

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．     

环糊精超分子化学研究的新进展

本文综述了环糊精衍生物的合成及对小分子的识别作用,环糊精在电极表面的自组装以及环糊精与冠醚、杯芳烃识别客体分子的协同作用。     

呼吸图法制备基于准聚轮烷的响应性薄膜

响应性薄膜能够响应外界的刺激来改变自身的结构或性能, 是智能材料的重要组成部分. 本工作以1,4-二乙氧基柱[5]芳烃(1,4-diethoxypillar[5]arene, DEP5A)和聚己内酯-b-聚乙二醇-b-聚己内酯(PCL-b-PEG-b-PCL)构建的准聚轮烷(polypseudorotaxane, PPR)为原料, 利用呼吸图法制备出了蜂窝状多孔及球状组装体的疏水薄膜. 研究发现溶剂、浓度、柱芳烃物质的量比和成膜气氛等因素对薄膜表面形貌均能产生较大的影响. 通过制膜条件的优化, 在水汽氛围中制备出了表面具有规则蜂窝状结构的多孔薄膜, 在乙醇氛围下制备出了表面为规整的褶皱球状组装体的薄膜. 研究表明, 上述两种具有规则表面形貌的PPR薄膜对竞争性客体1,4-二溴丁烷都具有响应性, 表现出薄膜表面形貌的变化及亲疏水性的变化. 此类响应性薄膜在微量液体无损转移、功能性涂层和智能薄膜等方面具有潜在的应用前景.