基于氢键的自组装超分子体系

氢键自组装超分子是超分子体系中相对较新颖和引人注意的领域,它在化学和生物体系中占据非常重要的位置。本文主要介绍目前文献报道的一系列由不同氢键缔合方式形成的自组装超分子。     

氢键在分子自组装中的花样

介绍氢键的基本花样类型。由氢键组装的复杂结构大都是由4种基本类型构成。对醇类、羧酸、酰胺、α-氨基酸分别研究,阐述了不同剩余集团对氢键花样的影响。简单介绍了氢键作用在超分子化学中的作用。     

基于氢键的自组装超分子体系

氢键自组装超分子是超分子体系中相对较新颖和引入注意的领域，它在化学和生物体系中占据非常重要的位置。本文主要介绍目前文献报道的一系列由不同氢键缔合方式形成的自组装超分子。     

基于分子内三中心氢键的超分子组装体系及其应用

分子内三中心氢键被视为是一种高效且可靠地控制分子构象的手段,可以诱导线性分子形成特定构象(折叠、螺旋、扩展及"之"字形等).根据氢键结合原子的种类,系统地综述了基于O…H…O型、S…H…X(X=N,O)型、N…H…X(X=N,O)型、F…H…X(X=F,O,N)型分子内三中心氢键的超分子组装体系的研究进展,重点介绍了大...     

基于横向分子间氢键的棒-线型分子自组装研究进展

棒-线(Rod-Coil)型分子的合成及其自组装行为研究是当前超分子材料研究领域的重要研究方向. 与传统的柔性(Coil-Coil)型嵌段聚合物和Rod-Coil型嵌段聚合物相比, Rod-Coil型分子表现出不同的相行为、自组织特性和微结构, 可以自组装形成多种纳米结构. 研究结果显示, 横向分子间氢键是Rod-Coil型分子自组装形成液晶相和(或)有机凝胶等自组装体的主要驱动力. 主要介绍目前文献报道的横向分子间氢键驱动下的Rod-Coil型分子自组装.     

新的异体四氢键二聚体结构的理论研究

研究了一系列由不同单位通过DAAD－ADDA方式结合的新的异体二聚体体系。运 用密度泛函B31YP方法在3－21g水平上完全优化了单位和二聚体的结构，通过对体 系的结构特征、能量、相互作用能的分析研究，证实了这类新的超分子聚集体可通 过四重氢键自组装形成。     

快速预测分子间氢键强度的新方法

提出了一种快速预测分子间氢键强度的新方法。将其应用于29个分子间氢键体系中,计算单体间的氢键相互作用势能曲线,并与MP2方法得到的结果进行了比较。结果表明本文方法能够准确地预测出氢键键长和氢键能量,其精度可以与包含了BSSE校正的MP2结果相媲美,本文方法更简单,更快捷。本文方法可用于快速预测多肽、蛋白质体系中的氢键强度,应用前景广阔。     

以苝酰亚胺为构筑单元的氢键型超分子聚合物的组装与应用

以苝酰亚胺为构筑单元的氢键型超分子聚合物具有动态可逆的特征和独特的聚集体结构,呈现出许多新颖的光电功能特性,在有机太阳能电池,场效应晶体管和光收集材料等高新技术领域有着广阔的应用前景。本文在介绍苝酰亚胺衍生物的化学结构及其氢键组装特点的基础上,主要综述了近年来以苝酰亚胺为构筑单元,采用三重氢键,多重氢键以及其他形式氢键引导构筑的超分子聚合物的研究动态,这类超分子聚合物展示了丰富的组装体形貌结构,独特的性质功能以及在光电功能器件上的广阔的应用前景。最后,对其发展前景作了展望。     

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.     

氢键识别超分子聚合物的新进展

近年来,由于氢键作用对聚合物的热力学性质、微观自组装、结晶及液晶行为的重要影响,氢键识别在超分子聚合物的分子设计与结构控制方面的应用受到广泛关注。本文系统介绍了氢键识别体系的类型与性质,以及分子结构、分子内氢键对氢键识别强度的影响,讨论了羧酸与吡啶间氢键识别体系、与核苷相关的氢键识别体系以及四重氢键识别体系在超分子聚合物中的最新应用,主要介绍了氢键识别超分子聚合物的合成、结构、性质及功能。     

含氢键高分子共混体系的分相动力学研究

经过共聚改性的含羟基聚苯乙烯PS(OH)可以和许多含质子接受基团的聚合物形成氢键而成为互溶体系,本文着重研究这类含氢键共混体系的相分离动力学以及它们的相图。PS(OH)是由苯乙烯与对-六氟异丙醇-α-甲基苯乙烯共聚得到。它与聚甲基丙烯酸丁酯PBMA组成的共混物用温度跃变光散射法研究分相动力学行为。分相初期,符合Cahn-Hilliard-Cook线性理论,共混物具有LCST性质。由于PS(OH)中只含有1.5mol%OH基团,使得共聚物的组成不均匀,以及PS(OH)和PBMA的分子量多分散性,导致共混物的临界共溶点不在亚稳单相极限线(Spinodal curve)和稳定单相极限线(Binodal Curve)的最低点。对于临界组成的共混物在分相后期相区的增长按Siggia模型进行。而非临界组成的共混物按Lifshitz-Slyozov模型进行而且散射光强I(q,t)随散射矢量q的变化出现与q无关的峰,这与金属氧化物的共混物有类似的情况。     

金属四重键化合物M2X4(PMe3)4(M=Cr,Mo,W;X=F,Cl,Br,I)结构和电子光谱的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论方法,在TZ2P-STO基组水平下,对金属四重键化合物M2Cl4(PMe3)4(M=Cr,Mo,W)和Mo2X4(PMe3)4(X=F,Cl,Br,I)的几何结构进行优化,分析了电子结构,并运用TDDFT方法对其低占据激发态进行了计算.考虑相对论效应的ZORA方法能够较好地重现M2X4(PMe3)4的几何结构.M2X4(PMe3)4的电子结构分析表明其d电子的组态为σ2π4δ2,前线轨道能级顺序为πlig<πd/σd<δd<δd*.金属原子和卤素配体的改变虽然使轨道能量发生变化,但没有影响轨道的排布顺序.TDDFT方法对M2X4(PMe3)4δd→δd*和πd→δd*跃迁能量的计算较为准确,对πlig→δd*(LMCT)跃迁能量的计算误差较大.金属原子、卤素配体以及相对论效应对激发能的影响可以根据分子轨道能级的变化给予解释.     

Photo-Controlled Macroscopic Self-Assembly Based on Photo-Switchable Hetero-Complementary Quadruple Hydrogen Bonds

A photo-switchable hetero-complementary quadruple H-bonding array, which consists of an azobenzene-derived ureidopyrimidinone (UPy) module ( Azo-UPy ) and a nonphotoactive diamidonaphthyridine (DAN) derivative ( Napy-1 ), is constructed based on a reversible photo-locking approach. Upon UV (390 nm)/Vis (460 nm) light irradiations, photo-switchable quadruple H-bonded dimerization between Azo-UPy and Napy-1 can be achieved with exhibiting 4.8×10⁴-fold differences in binding strength (ON/OFF ratios). Furthermore, smart polymeric gels with unique photo-controlled macroscopic self-assembly behavior can be fabricated by introducing such quadruple H-bonding array as photo-regulable noncovalent interfacial connections.     

Electrical and Optical Studies of Hydrogen Bonded Ferroelectric Liquid Crystals Dispersed with MWCNT

Two hydrogen bonded ferroelectric liquid crystals (HBFLC) are dispersed with multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) for achieving better thermal and electrical performance. Interesting feature of the present communication is the enhancement in the enthalpy value pertaining to isotropic-nematic transition in MWCNT doped liquid crystals compare to its pure counter parts. Dielectric relaxations studies are carried out in the pure and the MWCNT doped systems. It is observed that doping of MWCNT elevated the activation energies considerably. Optical shuttering action in one of the complex dispersed with MWCNT are discussed.     

钼、钨四重键化合物电子光谱的含时密度泛函理论研究

运用含时密度泛函理论(TD-DFT),对具有代表性的钼、钨四重键化合物M2Cl4-8,M2Cl4(PMe3)4,M2(O2CCH3)4和M2(PhNCHNPh)4(M=Mo,W)的低占据电子激发能进行了计算,系统地考察了局域(LDA)、离域(GGA)和杂化(Hybrid)泛函对金属四重键化合物中d-d跃迁和电荷转移跃迁...     

用于氢键组装的星形光电材料的合成与表征

合成了一系列具有光电活性的星状共轭分子, 并在端基上引入了不同个数或不同类型的氢键基团. 包括端基上分别带有1, 2和3个羧酸基团的星状芴分子, 以及结构更为刚性的3个端基均为2,4-二胺基三嗪环的三聚茚分子, 以此形成一个系列的分子结构, 便于进行系统性研究. 同时我们对这些星状分子进行了紫外和荧光光谱的表征, 发现星状核和长烷基侧链能有效地阻止分子间π-π堆积和增大固态薄膜的无定形态. 最终这些功能性分子将有望由氢键诱导在石墨或者金属表面形成有序的自组装结构.     

XAFS spectroscopic study of Tc2(O2CCH3)4X2 (X = Cl,Br)

Technetium dimers Tc₂(O₂CCH₃)₄X₂ (X =?Cl, Br) were synthesized and studied by X-ray Absorption Fine Structure spectroscopy (XAFS). EXAFS analysis gave for Tc₂(O₂CCH₃)₄Cl₂: d Tc-Tc =?2.18(1) Å, d Tc–Cl =?2.43(1) Å and for Tc₂(O₂CCH₃)₄Br₂: d Tc–Tc =?2.19(1) Å, d Tc-Br =?2.63(1) Å. The Tc Tc separations are in agreement with Raman studies while the Tc–X distances are somewhat larger. Comparison with other Tc(III) quadruply bonded dimers indicates that the carboxylate compounds exhibit larger Tc–Tc separations. The effect of the terminal ligand (nature and position) on the Tc–Tc separation is discussed.