基于柱芳烃主客体作用构筑的超分子纳米载体

近年来,基于主客体相互作用的超分子纳米载体因其独特的自组装特性在癌症治疗领域引起了广泛的关注。柱芳烃作为一种新型的大环分子,因其独特的化学结构和优越的主客体包合能力而成为近年来研究的热点。本文根据不同的治疗机制综述了柱状链纳米载体及其在化疗、光动力治疗、联合治疗等领域的应用。在此基础上,展望了柱芳烃基纳米载体的研究方向和发展趋势。     

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.     

分子间卤键和氢键控制的网络结构的组装（英文）

分别以四苯甲烷和四苯基卟啉为中心,端位引入四氟碘代苯,合成了两类四齿卤键供体分子,并合成了3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-联吡啶(TMBP)作为卤键受体分子.以四苯甲烷为中心的卤键供体分子和TMBP基于分子间I…N卤键和H…N氢键在固相中自组装,得到一类超分子网络结构.晶体结构显示,一个四面体卤键供体分子通过两组I…N卤键和两组H…N氢键结合四个TMBP分子,与之对应,一个TMBP分子通过一组I…N卤键和一组H…N氢键结合两个四面体分子,形成单层网络结构,网格为宽度2.37nm的正方形结构,层与层之间通过其它氢键和卤键进一步堆积.卟啉类四齿卤键供体分子的晶体数据显示,通过较为复杂的分子间C—I…π及H…F等弱相互作用,供体分子自身进行平面组装,层与层之间通过π-π堆积等作用进一步堆积.     

四氢键二聚体和分子组装

介绍了最近几年新的四氢键有机二聚体研究的进展及其在分子自组装和分子聚 集体化学研究中的应用。     

基于金属配位和主客体相互作用分级自组装构筑超分子凝胶

将金属配位和主客体相互作用引入到同1个超分子体系中,设计合成了2个超分子单体1和2.通过这2个超分子单体分级自组装形成的交联网状超分子聚合物构建了一种多重刺激响应性和良好自修复性能的超分子凝胶.同时,进一步将具有聚集诱导发光性能的四苯乙烯引入到这种超分子体系中,以赋予超分子体系新颖的发光性能.单体分子1是由中间为双苯并24-冠-8的冠醚连接2个四苯基乙烯荧光生色团,两端为2个三联吡啶分子构成的1个主体分子.单体分子1两端的三联吡啶基团可以与过渡金属Zn(OTf)2进行金属配位形成线型超分子聚合物3;而中间的冠醚基团与双二级铵盐客体分子2通过主客体相互作用进一步形成交联超分子聚合物4.当该交联超分子聚合物的浓度达到30 mmol/L时,可形成荧光超分子聚合物凝胶.通过核磁共振(1H-NMR和DOSY)与黏度等测试方法,证明了线形和交联超分子聚合物的形成,并进一步通过流变的测试证明了超分子聚合物凝胶的形成及其良好的自修复性能.除此之外,由于引入的主客体相互作用以及金属配位固有的刺激响应性,该荧光超分子聚合物凝胶表现出对温度、p H值、K+离子和竞争配体的刺激响应性能.     

基于氢键作用结合的超分子聚合物

非共价键结合的超分子聚合物由于其特殊的结构及性能引起了广泛的关注.本文在介绍超分子化学、氢键及超分子聚合物的基础上,主要综述了以氢键为结合力的多重氢键作用、羧基(D)与吡啶基(A)作用以及氢键与其它非共价键协同作用形成的超分子聚合物体系,并对超分子聚合物的研究现状及前景进行了评述.     

基于氢键作用结合的超分子聚合物

非共价键结合的超分子聚合物由于其特殊的结构及性能引起了广泛的关注。本文在介绍超分子化学、氢键及超分子聚合物的基础上,主要综述了以氢键为结合力的多重氢键作用、羧基（D）与吡啶基（A）作用以及氢键与其它非共价键协同作用形成的超分子聚合物体系,并对超分子聚合物的研究现状及前景进行了评述。     

基于氢键作用结合的超分子聚合物

非共价键结合的超分子聚合物由于其特殊的结构及性能引起了广泛的关注。本文在介绍超分子化学、氢键及超分子聚合物的基础上,主要综述了以氢键为结合力的多重氢键作用、羧基(D)与吡啶基(A)作用以及氢键与其它非共价键协同作用形成的超分子聚合物体系,并对超分子聚合物的研究现状及前景进行了评述。     

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.     

基于四重氢键作用的相变保温聚氨酯

以一种新型含四重氢键脲基嘧啶酮单元（2-脲-4[1H]-嘧啶酮,UPy）的二元醇为扩链剂,扩链异氰酸酯基封端的1,6-己二异氰酸酯（HDI）与聚乙二醇（PEG）合成的聚氨酯预聚物,成功合成了含四重氢键单元的相变保温聚氨酯。通过DSC、XRD、黏度测试及拉伸力学性能测试对聚氨酯进行了性能分析。结果表明：该聚氨酯具有较好的...     

利用有机超分子光催化剂在太阳光下处理污水的研究进展（英文）

对水体中酚类等难降解有机污染物进行深度矿化处理,实现无毒无害排放,是提高环境质量,实现可持续发展的关键.如何高效去除水体中难降解有机污染物不仅是环境化学污染控制的研究热点,也是制约工业废水回用的技术瓶颈.光催化可直接利用太阳光实现污染物的深度矿化和无毒无害排放,为该难题的解决提供了新思路.但对传统无机光催化剂而言,光利用率低、降解速率慢和净化通量低制约了其实际应用.本文总结了本课题组在利用有机光催化剂降解污染物时提出的三个策略,以进一步推动光催化污水处理技术的实际应用.针对可见光利用效率低的难题,发展了一系列有机超分子等新型光催化剂.通过对共轭结构(生色基团)和侧链基团(助色基团)的调控,实现了对最高被占分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)能级位置以及吸光能力的调控,有机半导体光催化剂的降解催化活性可拓展到近红外段,实现了污染物在太阳光下的降解和深度矿化.光生空穴可将酚类和抗生素等难降解污染物完全矿化成CO₂和水,建立了可见光下有机半导体光催化剂深度矿化净化水中难降解有机污染物的新方法.通过构建分子内供体受体(DA)结构和分子间供体-受体(D-A)界...     

基于高分子侧链主客体识别构筑光响应超分子水凝胶

制备了侧链含α-环糊精(α-CD)的聚丙烯酸(PAA-α-CD)作为主体聚合物,侧链含偶氮基团(Azo)的聚丙烯酰胺(PAM-Azo)作为客体聚合物.利用1H NMR、2D NOESY NMR方法测定了PAA-α-CD与PAM-Azo间的主客体作用.结果表明,PAM-Azo侧链的trans-Azo基团能够被PAA-α-CD侧链的α-CD包结,而cis-Azo基团不能被α-CD包结.在一定浓度下,PAA-α-CD与PAM-Azo通过主客体间的识别能够形成超分子水凝胶,并且该凝胶具有光响应性.在365nm紫外光光照下,PAM-Azo侧链的trans-Azo转变为cis-Azo,不能被PAA-α-CD侧链的α-CD包结,超分子水凝胶转变为溶胶.而在430nm的可见光光照下,PAM-Azo侧链的cis-Azo转变为trans-Azo,重新被PAA-α-CD侧链的α-CD包结,又可得到超分子水凝胶.     

由氢键构筑的两个超分子化合物的合成与结构

本文通过质子化内消旋大环配体[meso-H2L]^2＋及其外消旋镍配合物[Ni（rac-L）]^2＋与金属氧酸离子（[VO3]^-/[CrO4]^2）在水溶液中进行超分子组装得到两个氢键连接的超分子化合物[Ni（rac-L）]3[CrO4]2[ClO4]2·4H2O（1）和[meso-H2L][VO3]2·0.33H2O（2）.通过IR、元素分析、X-ray单晶衍射、热重等对其结构进行了表征.化合物1由[Ni（rac-L）]^2＋与CrO4^2-和水分子通过大环中的胺分子与CrO4^2-和水分子形成的氢键组成一维六方棱柱状结构.化合物2则由[VO3]n^n-阴离子螺旋链通过分子间氢键连接[meso-H2L]^2＋构成具有一维疏水通道的三维超分子化合物.研究结果表明氢键在超分子组装中起着重要的作用.     

通过氢键构筑的混合配体3D超分子及电化学性质

在水热条件下合成了配位聚合物[Co(H2O)6].[Co(phen)2(H2O)2]2·(BTC)2·24.6H2O(phen=1,10-邻菲罗林,BTC=均苯三甲酸),并通过元素分析,IR光谱,TGA和单晶X射线衍射对其进行了表征,结构表明该化合物属于单斜晶系,空间点群P2(1)/c.晶体的不对称结构单元中包含1个均...     

纯有机超分子发光材料的研究进展（英文）

纯有机发光材料由于具有低毒性、易制备和应用广泛等特点而被广泛关注.近年来,本课题组设计了多种新颖的、具有可调控多色发光性质的超分子体系.对于磷光材料的构建来说,诸如溴和碘的重原子以及氧之类其他具有孤对电子的杂原子可以起到促进系间窜越(ISC)的作用.主-客相互作用和聚合等方法也为磷光体提供了刚性环境,以抑制其非辐射跃迁.另外,非共价作用因其具有动态的特性,能对刺激做出响应.因此,主-客相互作用与疏水作用、π-π堆积以及多氢键作用等非共价作用也被用于根据外界刺激调控磷光或荧光的发射强度和波长,实现了发光单体本身不具备的丰富发光性能.除总结上述进展之外,还为未来的研究提出了可能的方向,例如在设计有机磷光材料时,不仅要提升其量子产率,也要拓展发射波长范围,以及构建能够对外界刺激进行响应的智能发光材料体系等.     

三重和四重氢键体系:设计、结构和应用

氢键是超分子化学领域具有特别重要地位的一种非共价作用。近年来,通过氢键自组装制备超分子聚合物已经成为超分子化学的一个热门研究领域。构筑性能优良的多重氢键体系奠定了这个领域的研究基础。其中,三重和四重氢键体系在构筑超分子组装体方面得到了广泛应用。本文综述了三重氢键、四重氢键组装体系的研究进展及其应用,重点介绍了各种三重氢键、四重氢键体系的设计思路和影响其稳定性的各种因素。     

通过氢键构筑的含3-硝基邻苯二甲酸的层状超分子化合物

合成了含大量氢键的层状超分子化合物[C₄H₁₂N₂](HL)₂ (I)和[YL(HL)(H₂O)₃]₂•2H₂O (II) (H₂L＝O₂NC₆H₃- (CO₂H)₂, 3-硝基邻苯二甲酸), 并通过元素分析、红外分析和单晶X衍射表征了组成与结构. 化合物I为双质子化哌嗪阳离子和3-硝基邻苯二甲酸氢根阴离子组成的加合物, 阴离子之间靠强烈的O—H…O氢键形成无限链状结构, 同时阴离子链通过N—H…O氢键与阳离子扩展成网状结构, 相邻的网状结构再由分子间弱作用力构筑成层状超分子. 化合物II则是在双核稀土配合物结构单元通过O—H…O氢键构成的网状结构基础上再进一步由层间弱作用力构筑成的层状超分子化合物. 化合物II的网格结构中, 菱形单元空隙里填充的两个结晶水通过氢键将结点上的双核单元更牢固地结合在一起. 化合物I为单斜晶系, P2₁/c空间群, a＝1.3176(3) nm, b＝1.1096(2) nm, c＝0.75950(15) nm, b＝97.14(3)°, V＝1.1017(4) nm³, Z＝4, μ＝0.129 mm^－1, D_c＝1.533 Mg/m³. 化合物II为三斜晶系, P-1空间群, a＝0.81262(16) nm, b＝0.86942(18) nm, c＝1.5011(3) nm, α＝99.84(3)°, β＝91.26(3)°, γ＝104.55(3)°, V＝1.0091(4) nm³, Z＝1, μ＝2.983 mm^－1, D_c＝1.910 Mg/m³.     

三个金属-乳清酸配合物的合成、结构和氢键作用（英文）

嘧啶衍生物乳清酸作为一种生物小分子较少应用到金属-有机配合物的合成中。我们应用乳清酸与过渡金属盐反应,通过溶剂热方法合成了3个新颖的配合物:{[Cu(HOr)_2]·2NH_2(CH_3)_2}n (R-1)、[Co_2(HOr)_2(bipy)(H_2O)_6]·2H_2O (R-2)和{[Ni_2(HOr)_2(1,3-dpp)_2(H_2O)_2][Ni(HOr)(1,3-dpp)(H_2O)]2·(1,3-dpp)·2H_2O}n (R-3)(H_3Or=orotic acid,bipy=4,4′-bipyridine,1,3-dpp=1,3-di(4-pyridyl)propane)。应用X射线单晶衍射、元素分析、红外衍射、热重分析等对配合物进行了结构分析和表征。X射线单晶衍射分析表明:R-1是具有2D层结构的单核配合物,R-2为简单的单分子配合物,R-3则是由层和链组成的复杂三明治结构。这3个配合物均能通过分子间的氢键作用连接成三维的框架结构。     

基于主客体识别作用的光控智能超分子体系的研究进展

利用主客体识别作用赋予材料智能化是目前智能材料研究的一个新方向.通过光可以使客体分子发生可逆的结构改变,如偶氮苯可逆的光致顺反异构,结合环糊精主体分子和客体分子之间可逆形成包结物的能力,可以利用光来设计光控的智能超分子体系.基于上述环糊精和客体分子之间的光控制的主客体识别作用,本文从有机小分子、聚合物和表面三个方面综述了近年来基于主客体识别作用的光控智能超分子体系的研究工作,并对该领域的研究前景进行了展望.     

氢键双螺旋双核化合物的介电和磁耦合性质（英文）

制备了一个氢键桥联的双核Co(Ⅱ)双螺旋化合物[(L)Co Cl]_2·2H_2O(L=6-甲基吡啶-2-甲醇),并研究了它的介电和磁性质。磁性测试、HF-EPR谱分析和介电性质均表明,该分子内氢键在磁交换相互作用和介电性能中起着重要作用,从头计算对这一结论给予进一步证明。