对称四甲基六元瓜环与1-丁基-4,4’-联吡啶的超分子自组装

设计合成了客体分子1-丁基-4,4’-联吡啶溴化物(BV+),利用核磁共振、紫外-可见吸收光谱、热重分析及X射线单晶衍射研究其与对称四甲基六元瓜环(TMeQ[6])的超分子自组装及形成的主客体包结配合物的结构特征.结果表明,在溶液中及固体状态下,TMeQ[6]均包结BV+的烷基链部分形成1∶1包结配合物.     

对称四甲基六元瓜环与硝酸根离子自组装配合物晶体结构

以对称四甲基六元瓜环(TMeQ[6])为主体,硝酸为客体,在水溶液中自组装形成一个新的主客体包结配合物,通过X-射线单晶衍射技术测试晶体结构.结果表明,1个TMeQ[6]包结1个NO3-,硝酸根离子置于TMeQ[6]空腔,主客体间通过水分子形成氢键发生作用,配合物结构单元之间通过共用水分子连接成一维超分子链,构成硝酸根离子"通道".     

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.     

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．     

三种瓜环与4,4''''-联吡啶及N,N''''-二甲基4,4''''-联吡啶盐酸盐相互作用的研究

以七元瓜环(Q[7])和新型椭圆型改性瓜环--对称四甲基取代六元瓜环(TMeQ[6])为主体,4,4'-联吡啶的盐酸盐(44)以及N,N'-二甲基4,4'-联吡啶的盐酸盐(dm44)为客体的主客体相互作用进行了考察.实验结果表明,Q[7]与客体44及dm44作用体系中,客体为了更有效地被主体Q[7]包结,在Q[7]内腔中呈倾斜状分布的几率最高.用核磁共振、循环伏安以及紫外吸收光谱对实验结果进行了印证和补充,验证了TMeQ[6]与客体44及dm44可发生较强的相互作用,形成一维的自组装超分子结构.核磁共振以及循环伏安方法的实验结果表明,没有观察到Q[6]与客体44及dm44的明显作用,而紫外吸收光谱方法证实,Q[6]与客体44确实存在一定的相互作用,比较主客体的结构特征,该作用体系也可能存在自组装的一维超分子结构等多种作用形式.     

三种瓜环与4,4＇-联吡啶及N,N＇-二甲基4,4＇-联吡啶盐酸盐相互作用的研究

以七元瓜环（Q[7]）和新型椭圆型改性瓜环——对称四甲基取代六元瓜环（TMeQ[6]）为主体，4,4＇-联吡啶的盐酸盐（44）以及N,N＇-二甲基4,4＇-联吡啶的盐酸盐（dm44）为客体的主客体相互作用进行了考察．实验结果表明，Q[7]与客体44及dm44作用体系中，客体为了更有效地被主体Q[7]包结，在Q[7]内腔中呈倾斜状分布的几率最高．用核磁共振、循环伏安以及紫外吸收光谱对实验结果进行了印证和补充，验证了TMeQ[6]与客体44及dm44可发生较强的相互作用，形成一维的自组装超分于结构，核磁共振以及循环伏安方法的实验结果表明，没有观察到Q[6]与客体44及dm44的明显作用，而紫外吸收光谱方法证实，Q[6]与客体44确实存在一定的相互作用，比较主客体的结构特征，该作用体系也可能存在自组装的一维超分子结构等多种作用形式．     

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.     

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。     

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.     

对称四甲基六元瓜环与卡培他滨通过主客体作用构筑的超分子药物包结配合物（英文）

使用了核磁共振波谱、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱、等温滴定量热和荧光光谱等表征手段考察了对称四甲基六元瓜环(TMeQ[6])与抗癌性药物分子卡培他滨(CAP)之间的主客体超分子作用,实验结果表明:CAP分子的烷基链部分进入到了瓜环的空腔内部,而其余的部分则处于瓜环的端口外侧.该结论为今后TMeQ[6]在医学领域上作为药物分子载体方面的应用提供了理论依据.     

三种瓜环与药物乙酰胆碱的主客体相互作用

本文选取了三种具有不同空腔大小的瓜环:对称四甲基六元瓜环(TMeQ[6])、七元瓜环(Q[7])、八元瓜环(Q[8]),利用核磁共振技术以及质谱分析手段探究了这三种瓜环与药物分子乙酰胆碱(ACh)的相互作用。结果表明,ACh位于TMeQ[6]的端口,与空腔较小的TMeQ[6]形成端口作用,而进入了空腔相对更大的瓜环Q[7]、Q[8]的内腔,三者均以1∶1的作用比形成了主客体超分子药物包合物。     

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.     

八元瓜环与1,7-二(2-苯并咪唑)-庚烷的超分子自组装

以氯化1,7-二（2-苯并咪唑）-庚烷（SBHt）为客体,八元瓜环（Q[8]）为主体,利用¹H NMR技术、动态光散射实验、荧光发射光谱、紫外吸收光谱详细探索了其在溶液中的相互作用、超分子自组装过程及作用模式. 首先考察了八元瓜环对客体pKa的影响,确定了研究主客体相互作用的条件,并详细探索了主客体的超分子自组装过程及作用模式. 主体Q[8]与客体SBHt相互作用的¹H NMR谱图表明,主客体相互作用自组装形成1：1超分子聚合物. 这一推断得到动态光散射实验、紫外吸收光谱、荧光发射光谱测定结果的证实,并通过紫外吸收光谱、荧光发射光谱确定其表观稳定常数分别为2.79×10⁵ L/mol及2.48×10⁵ L/mol. 而晶体结构测定表明主体Q[8]与客体SBHt自组装形成1：2的简单包结配合物. 导致Q[8]与SBHt在溶液中和固体状态下形成不同自组装结构可能源于瓜环的外壁作用与包结作用竞争所致.     

在平面构型[PdnClm]2-阴离子驱动下三种瓜环基超分子框架化合物的构筑

采用无机阴离子诱导方法,以具有平面构型的[Pd_nCl_m]~(2-)阴离子为结构导向试剂,成功制备了3种具有框架结构特征的瓜环基超分子化合物:{Na_2(H_2O)_6TMeQ[6]}[Pd_2Cl_6]·3H_2O (1)、(H_3O)_2{CyH_5Q[5]}[Pd_2Cl_6]·3H_2O (2)及(H_3O)_2{Q[5]}[PdCl_4]·23H_2O (3)。X射线单晶衍射的结果表明:在1中,Na+离子与TMeQ[6]端口羰基氧直接配位形成一维结构的超分子链,在[Pd_2Cl_6]~(2-)阴离子与TMeQ[6]的外壁作用下,进一步构筑形成三维的框架结构;在2中,在[Pd_2Cl_6]~(2-)阴离子与CyH_5Q[5]的外壁作用下,CyH_5Q[5]以一维链有序排列,且4条CyH_5Q[5]分子链可堆砌成一孔道,孔道中填充了[Pd_2Cl_6]~(2-)阴离子,最终形成三维框架结构;在3中,8个[PdCl_4]~(2-)阴离子与4个Q[5]分子通过瓜环外壁相互作用,形成二维层状框架结构,层与层之间再通过非共价键作用力,最终形成三维层状框架结构。在这3种瓜环基超分子框架化合物中,[Pd_nCl_m]~(2-)阴离子促进了瓜环分子有序化排列,形成了具有框架结构特征的自组装体。这种主要驱动力来源于瓜环的外壁作用,即瓜环"正电性外壁"与[Pd_nCl_m]~(2-)阴离子间的离子偶极作用。     

[60]富勒烯的超分子自组装研究进展

超分子自组装是发展超分子电子学的重要途径。随着纳米科学和技术的迅速发展,自组装技术已成功地应用于纳米尺度物质的维数、形貌和功能等的调控。作为构筑分子水平上一维、二维、三维有序功能结构和高有序分子聚集态结构的关键技术,超分子自组装技术有力地推动了具有优良光、电、磁性能的分子材料和纳米功能材料更深层次的研究。本文综述了超分子自组装在富勒烯科学领域的基础研究和应用,特别是对有利于自组织和自组装功能的富勒烯基衍生物的设计与合成、超分子作用力引导的具有特定结构的分子体系的可控自组装、以及富勒烯分子聚集态结构材料的光物理过程、超分子中电子转移和能量转移现象进行了描述;并对卟啉、四硫富瓦烯、碗烯和杯芳烃等一系列富π电子化合物和大环主体分子等包含[60]富勒烯的主体化合物的超分子作用和超分自组装体以及通过氢键、π-π作用、静电力和范德华力和金属配位作用形成的[60]富勒烯超分子自组装体进行了总结,对未来发展进行了展望。     

水溶性柱[6]芳烃与1,1'-双取代二茂铁衍生物的主-客体作用研究

基于单取代二茂铁与柱芳烃主体大环分子构筑的超分子功能体系在诸多领域中已经取得了较好的进展.对1,1'-双取代二茂铁衍生物与水溶性柱[6]芳烃的主-客体作用进行了初步的探索与研究,为以后开展基于双取代二茂铁衍生物与水溶性柱[6]芳烃的轮烷、准轮烷体系以及其他相关超分子功能体系奠定基础.     

十元瓜环主客体比率型荧光探针对尼罗替尼的识别和检测

利用紫外-可见吸收光谱与荧光光谱研究了了十元瓜环(Q[10])与芘衍生物的主客体作用,并通过量化理论计算了其超分子组装结构。计算结果表明,客体中的芘分子以头碰头的形式从Q[10]的两端反方向平行进入其疏水大空腔,形成2∶1的络合物。等温滴定量热实验结果表明,系列主客体络合反应是焓变驱动。同时,利用芘荧光基团的特征单体/二聚体荧光发射构建了基于Q[10]主客体组装的比率型荧光探针,研究结果表明,此主客体体系在水溶液中对药物分子尼罗替尼具有较好的选择与识别性能,并在一定浓度范围内具有良好的线性关系,检出限为7.05μmol/L。     

三种瓜环与4,4′-联吡啶及N,N′-二甲基4,4′-联吡啶盐酸盐相互作用的研究

以七元瓜环(Q[7])和新型椭圆型改性瓜环———对称四甲基取代六元瓜环(TM eQ[6])为主体,4,4′-联吡啶的盐酸盐(44)以及N,N′-二甲基4,4′-联吡啶的盐酸盐(dm44)为客体的主客体相互作用进行了考察.实验结果表明,Q[7]与客体44及dm44作用体系中,客体为了更有效地被主体Q[7]包结,在Q[7]内腔中呈倾斜状分布的几率最高.用核磁共振、循环伏安以及紫外吸收光谱对实验结果进行了印证和补充,验证了TM eQ[6]与客体44及dm44可发生较强的相互作用,形成一维的自组装超分子结构.核磁共振以及循环伏安方法的实验结果表明,没有观察到Q[6]与客体44及dm44的明显作用,而紫外吸收光谱方法证实,Q[6]与客体44确实存在一定的相互作用,比较主客体的结构特征,该作用体系也可能存在自组装的一维超分子结构等多种作用形式.     

六元瓜环、对称四甲基六元瓜环与2,2'-(1,8-辛烷)-二异喹啉二溴化物的自组装模式

利用核磁共振波谱、 紫外吸收光谱、 荧光光谱和单晶X射线衍射分析等考察了六元瓜环(Q[6])及对称四甲基六元瓜环(TMeQ[6])与2,2'-(1,8-辛烷)-二异喹啉二溴化物的相互作用. 实验结果表明, 客体分子分别与这2种瓜环自组装形成相似的1∶1包结配合物, 但晶体结构分析结果表明两个体系在主客体分子间作用力诱导下形成了不同的空间堆积模式, 其包结常数分别为K_K8-Q[6]=4.18×10⁷ L/mol, K_K8-TMeQ[6]=6.11×10⁷ L/mol.