基于柱[5]芳烃的新型双-[1]轮烷的设计与合成

以不同长度的亚烷基二胺单元作为柱[5]芳烃边缘侧链的一系列柱[5]单酰胺衍生物,在氯仿中能够形成准[1]轮烷.基于这一中间体准[1]轮烷的合成,通过柱[5]单酰胺衍生物和双水杨醛的缩合反应,成功构建了8个柱芳烃的机械自锁分子(MSMs),即双-[1]轮烷.通过多种方法详细地对新合成的双-[1]轮烷进行了研究,包括1HNMR, 13CNMR,2D NOESY NMR和MS分析,发现这类新型MSMs与Cu~(2+)有较强的识别作用,两者之间以1∶2进行络合.     

柱芳烃机械互锁结构的制备及功能化

柱芳烃是一类具有柱状空腔结构的大环主体,近年来逐渐成为主客体作用构筑超分子体系的重要模块之一。柱芳烃家族包含柱[5]芳烃到柱[15]芳烃等成员,其中柱[5]芳烃为热力学稳定产物,合成产率最高;其次为柱[6]芳烃。柱[5]芳烃或柱[6]芳烃可做为主体,参与构筑[1](准)轮烷、[1](准)索烃等机械自锁结构,以及[n]轮烷(n≥2)、[2]索烃、雏菊链等机械互锁结构;体系中独立分子之间存在相对运动,如轮烷中柱芳烃在轴线上可以进行穿梭运动;丰富的衍生基团赋予柱芳烃互锁结构相应的功能,如手性翻转、荧光共振能量转移、超分子凝胶、Langmuir膜、催化反应等,甚至基于柱芳烃轮烷还可构筑更复杂的树枝状分子。本文综述了柱芳烃超分子互锁体系的研究进展,详细阐述了基于柱芳烃的互锁结构的合成方法及其功能化并讨论了其在构筑分子器件及其他超分子复杂体系方面的应用前景。     

新型氨基桥联双杯[4]芳烃的间接合成

杯芳烃是超分子领域的第三代主体分子,近年来多杯芳烃如双杯芳烃的研究颇受瞩目[1-3].目前报道的双杯芳烃都是通过两个杯芳烃单元与两个双官能团基团进行"2 2"缩合反应得到.本文中通过间接的方法将具有活性官能团的杯芳烃单元通过"1 1"缩合反应得到新型氨基桥连的双杯[4]芳烃,分离方便,产率较高.合成路线如Scheme 1所示.     

柱[6]芳烃的合成及在分子识别中的应用研究进展

柱芳烃是近年来超分子研究领域中备受关注的一类新型大环主体化合物。与柱[5]芳烃相比,柱[6]芳烃因具有更大的管状空腔结构而表现出了独特的主客体性能。介绍了柱[6]芳烃的结构与构象,并重点阐述了柱[6]芳烃的合成方法以及在分子识别中的应用研究进展。     

基于碘功能化柱[5]芳烃超分子有机凝胶的制备和性能

柱芳烃作为一种新型的大环芳烃化合物,基于柱芳烃的超分子凝胶一直深受大家关注.设计合成了一种碘功能化的柱[5]芳烃.该柱[5]芳烃在环己醇中可以形成稳定的超分子有机凝胶,相转变温度约为96℃.分别使用浓度核磁,2DNOESY氢谱,X射线衍射(XRD)粉末衍射和扫描电镜等实验对凝胶的形成过程进行了表征.结果表明,碘功能化的柱[5]芳烃自组装形成了一种片状结构.同时,研究了该凝胶的荧光识别性质.当在凝胶上分别加入Fe~(3+),Ag~+,Ca~(2+),Co~(2+), Ni~(2+), Cd~(2+), Pb~(2+), Zn~(2+), Cu~(2+), Mg~(2+)和Hg~(2+)等金属离子, 10 min后发现Hg~(2+)和Ag~+可以使凝胶的蓝色荧光猝灭.因此,该凝胶可以用于荧光检测Hg~(2+)与Ag~+.     

四氨基柱[5]芳烃二聚体的合成、结构及性质研究

构象固定的刚性多环主体分子为构筑高级复杂的机械互锁结构提供了重要平台. 为挑战合成刚性多环主体并进一步构筑多层次机械互锁结构, 氧杂杯[4]芳烃桥连的柱[5]芳烃二聚体经过Raney Ni催化氢化还原硝基、与叔丁氧羰基(Boc)-β-丙氨酸缩合和脱去N-Boc保护基三步反应, 生成了四氨基柱[5]芳烃二聚体. X射线单晶衍射实验表明三环目标主体分子具有双桶望远镜形状, 并且构象刚性, 随取代基不同仅有微小变化. 此外, 该四氨基二聚体可作为主体与己二腈形成高稳定性的1∶2络合物. 该研究为制备复杂超分子体系提供了新的机会.     

基于柱[5]芳烃的超分子组装研究进展

介绍了柱[5]芳烃基于主客体性质和柱状立体结构的超分子组装,以及边缘取代基对柱[5]芳烃的溶解性、功能性和主客体性质的影响。     

甲氧基柱[5]芳烃对苯并唑类杂环化合物的主客体作用研究

利用甲氧基柱[5]芳烃(DMP5)作为主体分别与中性苯并噁唑(G2)、苯并咪唑(G3)和苯并噻唑(G1,G4,G5和G6)等6种客体分子成功地构筑了一种主客体包合物,该包合物是基于苯并唑类杂环化合物穿入到柱[5]芳烃的空腔中形成1∶1主客体包结构型.此外,甲氧基柱[5]芳烃(DMP5)与不同的苯并唑类杂环客体都能形成稳定的新型主客体包结物,且与原主客体化合物相比较,主客体包结物的形成可以导致强的荧光强度的改变.对该主客体系统作用通过高分辨质谱和核磁氢谱等进行了研究.     

1,4-双正丙氧基柱[7]芳烃的合成及主客体化学

我们以1,4-二正丙氧基-2,5-双甲氧甲基苯为原料用对甲苯磺酸为催化剂在二氯甲烷中制备了1,4-双正丙氧基柱[5]芳烃, 1,4-双正丙氧基柱[6]芳烃和1,4-双正丙氧基柱[7]芳烃. 我们用氢谱, 碳谱和质谱对它们进行了表征. 它们有不同的氢谱却有相似的碳谱. 对比它们的空腔尺寸, 柱[5]的内径大约是4.6 Å, 与葫芦脲[6]及α-环糊精类似. 柱[6]的内径大约是6.7 Å, 与葫芦脲[7]及β-环糊精类似. 柱[7]的内径大约是8.7 Å, 与葫芦脲[8]及γ-环糊精类似. 我们用正辛基三乙基六氟磷酸铵盐作为模型客体研究了它们之间的主客体络合. 柱[5]与之有微弱的络合, 柱[6]显示了良好的络合, 而柱[7]与之没有络合.     

基于柱[5]芳烃聚合物水凝胶的制备及对百草枯的可视化检测

合成了单功能化的柱[5]芳烃单烯体,然后将其与丙烯酰胺(AAM)、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)在70 oC下反应12 h后形成含有大环主体柱[5]芳烃的高分子聚合物,将此聚合物分别浸泡于DMSO、水中各1周,并每天更换新鲜的溶剂,最后通过此聚合物的红外光谱图证实成功制备了含有柱[5]芳烃的聚合物水凝胶.利用紫外吸收光谱测试表征了水凝胶对百草枯的吸收作用.将该水凝胶浸入浓度从小到大的百草枯溶液中,发现水凝胶颜色由浅黄色变为棕红色,这是由于水凝胶中的柱[5]芳烃与N,N'-二甲基-4,4'-联吡啶客体分子之间主客体作用形成了含有准轮烷结构的超分子聚合物所致.     

2-氨基吡啶在构建五元、六元氮稠环合成中的应用

2-氨基吡啶是一类重要的合成子,具有独特的双亲核结构,可与酮、醛、酸、多官能团酯类以及卤代芳烃等化合物反应,以构建五元、六元含氮稠杂环.近年来,基于2-氨基吡啶的成环反应倍受关注.鉴于此,以底物种类为分类依据,重点综述了近5年来基于2-氨基吡啶构建咪唑并[1,2-a]吡啶、吡啶并[1,2-a]嘧啶合成方法的研究进展,总结了其在有机合成方法学、药物合成和荧光探针等领域的应用,并展望了基于2-氨基吡啶的绿色化成环及其应用的未来发展趋势.     

N-硫脲基套索杯[4]冠醚与四硫脲基杯[4]芳烃的合成

控制反应物的物质的量比, 杯式对叔丁基杯[4]-1,3-二乙酸乙酯衍生物1与5或50倍二乙烯三胺反应, 分别得到杯[4]氮杂冠醚2和开链的氮杂杯[4]芳烃衍生物3. 化合物2和3进一步与异硫氰酸苯酯反应得到首例侧链含硫脲基的套索杯[4]氮杂冠醚4和含4个硫脲基的杯[4]芳烃衍生物5, 产率为92%和87%. 新化合物的结构与构象经元素分析、红外、质谱、核磁共振谱等表征证实.     

Mo和Ni改性的HZSM-5催化剂对煤热解焦油的改质

考察了Mo和Ni改性的HZSM-5催化剂对煤热解焦油的改质性能,分析了催化改质前后焦油中轻质芳烃分布的变化规律。结果表明,经HZSM-5催化剂褐煤(XM)热解轻质芳烃总量的增加率为220%,这与煤热解产物在HZSM-5催化剂中发生烯烃和烷烃的芳构化以及酚羟基脱除等作用有关。负载活性金属Mo和Ni后,可以有效促进轻质芳烃的生成;Ni对焦油中带脂肪侧链化合物具有更强的裂解作用,而Mo则有利于带侧链化合物如甲苯和二甲苯的形成。焦煤(FX)热解过程中轻质芳烃的释放量分别是XM煤和年轻烟煤(PS)的2.2和2.4倍。经催化改质后,XM煤产物中轻质芳烃产率明显大于PS煤,并接近FX煤;这主要是因为XM煤结构中含有较多的含氧官能团和脂肪结构,在HZSM-5作用下可催化形成轻质芳烃。     

基于柱[5]芳烃主客体包结构筑分子响应型超分子水凝胶

主客体相互作用是在水溶液中与大环主体分子形成稳定的包结物的理想驱动力.以功能化的苯并咪唑衍生物为客体(M),水溶性柱[5]芳烃为主体构建了一种分子响应型超分子水凝胶.通过1H NMR, 2D NOESY和扫描电子显微镜(SEM)研究了水凝胶的成凝胶机理.有趣的是,主客体包结作用、柱[5]芳烃间有序的"外腔"π-π相互作用和分层堆积对于获得超分子水凝胶是必不可少的,非共价键相互作用的动态可逆性使凝胶体系对温度变化/化学刺激产生响应.此外,加入竞争性客体己二腈(ADN)/百草枯(PQ)后,柱[5]芳烃基水凝胶可转化为溶胶.因此,该超分子水凝胶可以选择性识别有机分子.     

基于柱[5]芳烃主客体包结构筑分子响应型超分子水凝胶（英文）

主客体相互作用是在水溶液中与大环主体分子形成稳定的包结物的理想驱动力.以功能化的苯并咪唑衍生物为客体(M),水溶性柱[5]芳烃为主体构建了一种分子响应型超分子水凝胶.通过1H NMR, 2D NOESY和扫描电子显微镜(SEM)研究了水凝胶的成凝胶机理.有趣的是,主客体包结作用、柱[5]芳烃间有序的"外腔"π-π相互作用和分层堆积对于获得超分子水凝胶是必不可少的,非共价键相互作用的动态可逆性使凝胶体系对温度变化/化学刺激产生响应.此外,加入竞争性客体己二腈(ADN)/百草枯(PQ)后,柱[5]芳烃基水凝胶可转化为溶胶.因此,该超分子水凝胶可以选择性识别有机分子.     

萘二酰亚胺[3]轮烷的设计合成及发光性能研究

设计合成了以乙氧基柱[5]芳烃为环状分子,萘二酰亚胺衍生物为线性分子的[3]轮烷（[3]R和[3]R'）.其分离产率分别达到45%和62%.利用核磁氢谱和碳谱、二维旋转Overhause波谱（ROESY）以及高分辨质谱等对[3]R和[3]R'的轮烷结构进行了详细表征,并系统研究了轮烷分子的紫外吸收和荧光光谱.由于两侧大体积的乙氧基柱[5]芳烃阻止了[3]轮烷在高浓度下芳香环的过密堆积,使得[3]R和[3]R'即使在固体状态下都可以发射明亮的红色荧光.推测该轮烷分子在发光材料、光电器件等方面有潜在应用,同时本研究也对高效固体发光分子的制备提供了新思路.     

5,11,17,23-四叔丁基-25,26,27,28-四[3-(甲氧基羰基)苄氧基]杯[4]芳烃包合性能的研究

杯芳烃是继冠醚和环糊精后的第三代主体化合物 .这类主体分子不仅可以识别和络合阳离子 ,而且还具有包合中性有机分子的性能 [1～ 5] .杯 [4]芳烃类包合物的晶体结构测定表明 ,它们可分为分子内和分子间包合两种类型 [3 ,5] ,前者是客体分子被包合在主体分子的空穴内 ,后者是客体分子被包合在主体分子之间 .对叔丁基杯 [4]芳烃的下沿酚氧基与上沿均可进行化学修饰得到不同的杯 [4]芳烃衍生物 .最早报道的对叔丁基杯 [4]芳烃及其衍生物的分子内包合物是与甲苯或乙腈的 1∶ 1包合物 [4 ,5] ,客体分子依靠 CH3 -π的作用被包结在主体分子内[6]…     

重油中含硫芳烃二维液相色谱分离平台开发及应用

基于氯化钯配位交换色谱柱和氨基键合正相色谱柱，利用自动阀切换系统，构建了在线二维液相色谱分离平台。通过优化液相色谱分离条件，实现减压蜡油样品中含硫芳烃的在线富集与多环芳烃的环数分离。利用傅里叶变换离子回旋共振质谱对分离后的含硫芳烃和芳烃组分进行分子水平表征，得到更为详细的化合物类型与碳数分布信息。根据计算得到的平均结构信息，可以提供分离后组分典型的分子结构式，并对芳环结构和侧链位置进行了推测。建立的分析表征方法可以加深对重馏分油中含硫芳烃化合物的分子水平认识，为重油加工过程的原料选择与工艺条件优化提供技术支持。     

硫杂杯[4]芳烃衍生物的合成及萃取性能研究

通过两个不同的平台合成了一系列结构新颖的硫杂杯[4]芳烃衍生物,阳离子萃取试验表明该硫杂杯[4]芳烃衍生物比含有相似官能团的杯[4]芳烃衍生物具有更好的软金属离子萃取性能,新化合物的结构经IR, 1H NMR,MS和元素分析等证实.     

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.