瓜环与链状客体自组装包结配合物结构模式的考察

以2,3或4-醛基吡啶和不同长度碳链的二胺为原料,合成了一系列的N,N′-二(吡啶甲基)二氨基烷烃,以核磁共振技术为研究手段,系统考察了瓜环(cucurbit[n=5～8]ufils)为主体,链状多元胺化合物N,N′-二(吡啶甲基)-二氨基烷烃为客体的主客体包结实体自组装过程,对其中具有特殊结构的主客体包结实体进行了详细描述,实验结果表明,对于不同瓜环与不同的客体相互作用,所形成的主客体包结配合物的结构各不相同,不仅如此,某一特定瓜环与某一特定客体相互作用,所形成的主客体包结配合物的结构也有可能是多种模式的,这些结构还得到ESMS质谱分析的支持。     

八元瓜环与啡咯啉及其衍生物主客体配合物的研究

利用¹H NMR技术、荧光光谱法, 对八元瓜环与多种啡咯啉及衍生物相互作用形成的主客体配合物实体的结构进行了考察. 研究结果显示, 1,10-啡咯啉及其异构体1,7-啡咯啉、4,7-啡咯啉的盐酸盐“钻”进八元瓜环内腔, 形成2︰1自组装主客体包结物; 2,9二甲基-1,10-啡咯啉的盐酸盐部分进入八元瓜环形成一种比较稳定的主客体配合物; 而4,7-二甲基-1,10-啡咯啉、3,4,7,8-四甲基-1,10-啡咯啉以两种不同的π-π堆砌方式部分进入八元瓜环内腔, 形成包结比也是2︰1的两种较稳定的自组装主客体配合物异构体.     

瓜环与喹啉衍生物包结配合行为研究

利用¹H NMR以及荧光技术研究了六、七、八元瓜环与2-苯基喹啉、N-正丙基溴化异喹啉、3-氨基喹啉及7,8-苯并喹啉的相互作用.两种方法的考察结果均表明,2-苯基喹啉能与这3种瓜环发生相互作用,其中六、七元瓜环与2-苯基喹啉形成1∶1的稳定包结配合物,包结常数分别为1.6×10⁴和3.2×10³L/mol.八元瓜环能与2-苯基喹啉形成1∶2包结物.¹H NMR结果还表明,3种瓜环均能与N-正丙基溴化异喹啉相互作用,其化学计量比均为1∶2;七元瓜环与7,8-苯并喹啉相互作用,化学计量比约为1∶1.荧光法也表明八元瓜环能与N-正丙基溴化异喹啉、3-氨基喹啉及7,8-苯并喹啉发生相互作用,并且荧光强度随瓜环浓度增加而下降,其化学计量比为1∶2.同时,讨论了上述主客体包结配合物的作用模式.     

瓜环与4,4'-二氨基二苯甲烷衍生物的相互作用

合成了三种长链多芳环多胺基客体, 它们分别由三种醛基吡啶异构体与4,4'-二氨基二苯甲烷形成的Schiff碱还原而成, 并得到¹H NMR以及质谱分析方法表征证实. 以核磁共振技术、紫外吸收光谱分析方法以及滴定¹H NMR方法为研究手段, 对瓜环(cucurbit[n]urils, n＝6～8)分别与三种4,4'-二[N-(吡啶甲基)氨基]二苯甲烷盐酸盐相互作用进行了考察. 实验结果表明, 六元瓜环与三种4,4'-二[N-(吡啶甲基)氨基]二苯甲烷盐酸盐相互作用均形成物质的量之比为2∶1的哑铃型包结配合物; 八元瓜环与三种N,N'-二(N-(吡啶甲基)二苯甲烷盐酸盐相互作用形成以类轮烷结构为主的包结配合物; 七元瓜环与三种N,N'-二(N-(吡啶甲基)二苯甲烷盐酸盐相互作用存在多种模式的竞争.     

瓜环与4,4'-二氨基二苯甲烷衍生物的相互作用

合成了三种长链多芳环多胺基客体,它们分别由三种醛基吡啶异构体与4,4'-二氨基二苯甲烷形成的Schiff碱还原而成,并得到1H NMR以及质谱分析方法表征证实.以核磁共振技术、紫外吸收光谱分析方法以及滴定1H NMR方法为研究手段,对瓜环(cucurbit[n]urils,n=6～8)分别与三种4,4'-二[N-(吡啶甲基)氨基]二苯甲烷盐酸盐相互作用进行了考察.实验结果表明,六元瓜环与三种4,4'-二[N-(吡啶甲基)氨基]二苯甲烷盐酸盐相互作用均形成物质的量之比为2∶1的哑铃型包结配合物;八元瓜环与三种N,N'-二(N-(吡啶甲基)二苯甲烷盐酸盐相互作用形成以类轮烷结构为主的包结配合物;七元瓜环与三种N,N'-二(N-(吡啶甲基)二苯甲烷盐酸盐相互作用存在多种模式的竞争.     

双探针客体与瓜环主客体配合物的研究

合成了三种邻位取代金刚烷氨甲基五元杂环. 利用1H NMR方法和质谱方法考察了这些具有双探针客体盐酸盐分别与六、七、八元瓜环的相互作用和相应的结构特征, 尝试用热分析方法估计部分研究的主客体实体的热效应与其稳定性关系.     

二氯化二(N-甲基-N′-苄基-乙二胺)(二水)合镍的合成及其与瓜环相互作用的研究

以氯化镍与N-甲基-N′-苄基-乙二胺(NMEA)反应合成了配合物二氯化二(N-甲基-N′-苄基-乙二胺)二水合镍([Ni(NMEA)₂·(H₂O)₂]·Cl₂)。利用元素分析、IR光谱、NMR对其结构进行了表征。通过1H NMR和UV-Vis光谱研究了该配合物与六、七、八元瓜环的相互作用，并且考察了其动力学行为。结果表明六、七元瓜环与配合物能形成物质的量比为2∶1的超分子结构，而八元环与配合物的作用则具有不同的模式。     

瓜环与2,2''''-联吡啶衍生物的相互作用

利用~1H NMR技术、紫外吸收光谱及荧光光谱方法,考察了对六、七以及八元瓜环与多种2,2'-联吡啶衍生物相互作用形成的主客体配合物结构及光学性质.研究结果显示,不同的2,2'-联吡啶衍生物与瓜环作用不仅形成多种不同包结比的稳定包结配合物,且所形成的主客体包结配合物的结构及光谱性质也各不相同;同时用几种方法协同考察起到了互为补充、互为验证的良好效果.     

七、八元瓜环与3-氨基香豆素的主客体相互作用

利用紫外-可见吸收光谱法、荧光光谱法、等温量热滴定法和核磁共振波谱法考察了七、八元瓜环(Q[7]、Q[8])与3-氨基香豆素(3-AC)之间的主客体相互作用。结果表明Q[7]与3-AC在pH=1.03的条件下形成包结比为1∶1的主客体配合物,紫外-可见吸收光谱和荧光吸收光谱测得的主客体包结稳定常数分别为3.789×10~4 L·mol~(-1)、4.136×10~4 L·mol~(-1);Q[8]与3-AC在pH=1.03～6.97条件下均形成包结比为1∶1的主客体配合物,在中性条件下,紫外-可见吸收光谱和荧光吸收光谱测得的主客体包结稳定常数分别为2.551×10~5 L·mol~(-1)、2.455×10~5 L·mol~(-1)。其包结模式为3-氨基香豆素分子完全进入Q[7]或Q[8]分子空腔,主客体相互作用过程主要由焓和熵驱动。相溶解度法研究表明Q[7]、Q[8]的介入使3-AC在水中的溶解度分别增加了1.26倍和2.04倍。     

光谱分析法研究瓜环对苯并咪唑衍生物的分子识别

利用紫外吸收光谱法、荧光光谱法测定了三种苯并咪唑衍生物与六、七、八元瓜环的相互作用,计算出了主客体配合物的稳定常数,并考察了酸度对苯并咪唑衍生物与瓜环相互作用的影响,最后用紫外吸收光谱法测定了瓜环对三种客体化合物的回收率。实验结果表明:在一定的pH范围内,用紫外吸收光谱法、荧光光谱法可以很明显的观察到瓜环与三种客体的相互作用。六元瓜环与客体相互作用形成1∶1的包结配合物,七、八元瓜环与客体相互作用分别形成1.5∶1和1∶2的包结配合物,六、八元瓜环与三种客体相互作用形成的主客体配合物的稳定常数分别在103～104L·mol-1和1011～1012L2·mol-2范围内。瓜环对三种客体的回收率在98%～105%之间。     

瓜环与2,2'-联吡啶衍生物的相互作用

利用¹H NMR技术、紫外吸收光谱及荧光光谱方法, 考察了对六、七以及八元瓜环与多种2,2'-联吡啶衍生物相互作用形成的主客体配合物结构及光谱性质. 研究结果显示, 不同的2,2'-联吡啶衍生物与瓜环作用不仅形成多种不同包结比的稳定包结配合物, 且所形成的主客体包结配合物的结构及光谱性质也各不相同; 同时用几种方法协同考察起到了互为补充、互为验证的良好效果.     

六元瓜环与磺基水杨酸主客体配合物的晶体结构

合成了六元瓜环与磺基水杨酸主客体配合物,并测定了其单晶结构.晶体结构表明六元瓜环包结了3个水分子,磺基水杨酸位于六元瓜环的外侧,且与水分子通过氢键与六元瓜环相连,瓜环之间通过端口的羰基O原子、磺基水杨酸以及水分子间的氢键作用形成一维超分子.     

核磁共振方法研究瓜环[n](n=7,8)与枸橼酸西地那非的相互作用

利用1H NMR技术、电喷雾质谱、红外光谱以及紫外吸收光谱法等手段研究了瓜环[n](n=7,8)与枸橼酸西地那非的相互作用。结果表明:枸橼酸西地那非与两种瓜环都形成了1∶1的包结配合物,但是其配合物的作用模式随瓜环的大小而不同。通过计算得出瓜环[n](n=7,8)与枸橼酸西地那非的包结常数分别为958和1530 L/mol,说明瓜环对枸橼酸西地那非具有潜在的缓释作用。     

七元瓜环对阿糖胞苷稳定性的影响

研究了七元瓜环(Q[7])与抗癌药物阿糖胞苷(Ara-C)的不同质子化存在形式之间的超分子相互作用, 探讨了超分子包合作用对药物电离平衡常数及药物稳定性的影响. 结果表明, Q[7]使得Ara-C的pK_a降低了约0.3个单位, Q[7]与Ara-C的2种存在形式(Ara-C⁺及Ara-C)均可形成1∶1的主客体包结配合物, Ara-C以其嘧啶环进入Q[7]空腔, 而核糖环位于瓜环端口发生相互作用; Q[7]与Ara-C作用后对药物起到保护性载体的作用, 从而提高了药物的稳定性.     

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．     

半甲基六元瓜环和七元瓜环与三种新烟碱类农药的主客体相互作用

本研究通过瓜环与化合物包结配合物的形成,建立了一种防止呋虫胺(DIN)、啶虫脒(AMP)和噻虫嗪(TMX)三种新烟碱类农药降解的策略.在中性水条件下,呋虫胺能分别与半甲基六元瓜环和七元瓜环形成计量比1:1的主客体包结配合物,结合常数的数量级均为104.而啶虫脒和噻虫嗪因体积过大而不能被HMeQ[6]的空腔封装,仅与Q[...     

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.     

七元瓜环与芦竹碱的主客体相互作用

利用紫外可见吸收光谱法和荧光光谱法分别考察了七元瓜环(Q[7])与芦竹碱(Gramine)在溶液中的主客体相互作用;考察了p H值对主客体相互作用的影响,并利用摩尔比法和Job法计算了主客体相互作用的作用比以及稳定常数;利用等温量热滴定法进一步考察了Q[7]与Gramine主客体相互作用的热力学参数。实验结果表明Gramine与Q[7]在很宽的p H介质条件下(2p H10)都能发生主客体相互作用,在酸性、中性水溶液中形成2∶1的主客体配合物,而在碱性溶液中则形成1∶1的主客体配合物。Gramine与Q[7]的主客体相互作用过程主要是以焓驱动为主的过程。相溶解度实验的结果表明当Q[7]的浓度为1.0×10~(-3)mol·L~(-1)时,可使Gramine的溶解度增大82倍。     

痕量环钯配合物高效催化合成二茂铁衍生物

选用新型双二茂铁亚胺环钯配合物(Fc2C NPh)Pd Cl PPh3(Fc=Ferrocenyl,Ph=Phenyl)作为催化剂,通过碘代二茂铁作为反应底物,进行Suzuki-Miyaura交叉偶联反应,以良好产率,合成了一系列具有特殊取代基的二茂铁衍生物(1~9).优化了制备二茂铁衍生物的交叉偶联反应条件,考察了底物适应范围,给出了优化合成路线,推测了催化反应机理.结果表明,选用的环钯配合物催化剂对潮气和空气不敏感,具有催化剂用量少(痕量)、催化反应活性高、底物适应范围宽等优点,是制备二茂铁衍生物的理想催化剂.     

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。