界面超分子化学与响应性功能表面

超分子化学和界面的结合有效地促进了超分子化学和胶体与界面科学的发展。刺激响应性超分子界面,因在外界刺激作用下能够引起界面物理化学性质的改变并带来新的界面功能,而受到广泛的关注。近年来,溶液中基于偶氮苯 环糊精主客体相互作用的超分子组装体已经得到了广泛的研究。我们将溶液中基于偶氮苯环糊精主客体作用的可控可逆超分子组装体转移到界面上,构筑了具有刺激响应性的功能化超分子界面,并实现了表面浸润性的可逆调控、生物大分子的可控吸附与脱附、光可控的生物电化学催化等功能。我们期待类似的概念可以拓展到其他超分子体系,构筑具有特定结构的功能界面。     

超越分子概念的化学：超分子化学的基础与应用

从超分子化学的起源与发展、超分子体系的分类及其功能与应用3个方面阐述了超分子化学的基本概念、超分子化学与分子化学的区别,以及超分子化学在生活和生产中的应用,并对其发展和应用进行了总结和展望。     

吉林大学超分子化学生物学学科的建设与发展:从超分子化学到生命机制探索及疫苗、药物研发

吉林大学是国内较早进行化学与生物学交叉研究的高校之一。为了推动吉林大学化学与生物学的深度融合,同时结合本校在超分子化学领域的积累与优势形成研究特色,本校提出了发展超分子化学生物学的构想,并建立了吉林大学超分子化学生物学研究中心。回顾了吉林大学化学与生物学交叉融合的发展历程,介绍了超分子化学生物学学科的发展现状及未来发展方向。     

前言

2008年8月11~13日, 中国化学会全国第十四届大环化学暨第六届超分子化学学术讨论会在具有悠久历史及光荣传统的西北师范大学召开. 来自全国各地40多个高等院校和科研院所等机构的200多名大环化学和超分子化学工作者齐聚兰州, 共同探讨大环化学和超分子化学的发展. 会议期间, 大家畅所欲言、各抒己见, 提出了许多对大环化学和超分子化学十分有意义的问题和建议, 整个会议充满了浓厚的学术气氛. 大会期间的50余场学术报告, 展示了我国科研人员在大环化合物和超分子体系的合成、识别、组装和功能等方面的研究进展, 充分体现出我国在大环化学和超分子化学领域近年来取得的丰硕研究成果. 与会代表既有象黄志镗先生这样长期从事大环化学和超分子化学的老一辈化学家, 也有初出茅庐的青年化学工作者, 表明我国大环化学和超分子化学研究领域人才辈出. 可以说这是我国大环化学和超分子化学的一次盛会. 自1982年首届大环化学学术讨论会在兰州召开和1998年首届超分子化学会议在天津召开以来, 经过了几代科学工作者的不懈努力, 我国的大环化学和超分子化学取得了突飞猛进的发展. 26年后, 大环化学会议重回兰州, 标志着我国在大环化学和超分子化学的研究领域又迎来了一个新的发展历史时期. 回首过去的26年, 许多老一辈化学家的辛勤耕耘和无私奉献为大环化学和超分子化学的发展奠定了坚实地基础. 同时, 我们也欣喜地看到, 一批中青年化学工作者迅速成长, 在大环化学和超分子化学的诸多领域崭露头角, 成为新时期学科发展的中坚力量. 过去的26年见证了我国大环化学和超分子化学的成就和进步, 我们更坚信, 在全体同仁的携手努力下, 我国的大环化学和超分子化学发展必将走向更大的辉煌. 本次会议共收到稿件300多篇, 充分反映了我国大环化学和超分子化学研究领域的最新进展. 为进一步展示这些新的研究成果, 《中国科学B辑：化学》决定出版“大环化学和超分子化学”专辑. 作为本次会议的主席, 我有幸被邀请为《中国科学B辑：化学》大环化学和超分子化学专辑的特约编辑. 经过专家评审, 我们仅仅精选了部分专家学者撰写的综述和研究论文, 编辑成为3本专辑出版(中文版2009年第3/4期, 英文版2009年第4期), 希望对广大化学工作者了解我国大环化学和超分子化学研究的现状和最新成果有所裨益. 为了此次专辑能够顺利出版, 各位同仁不辞辛劳, 认真撰写和评审, 付出了诸多心血; 《中国科学B辑：化学》编辑部的李战英、朱晓文和方晨等编辑克服困难、加班加点, 仔细审核校对, 谨此一并表示真诚的感谢！由于时间仓促, 难免有不当之处, 敬请广大同仁和读者见谅和不吝指正.     

超分子化学课程建设与教学实践

超分子化学的教学在吉林大学已经开展了20多年,与超分子结构与材料国家重点实验室的科研工作相辅相成。通过对吉林大学超分子化学课程的开设目的、教学内容设计及参考书和教学方法及模式这3个方面的介绍,展现了超分子化学课程在吉林大学化学学院的建设与教学实践。这门课程的开设,使学生了解了超分子化学的历史,掌握了超分子化学的基本概念和主要研究方向。同时,介绍科学研究的目的和思维方法,培养了学生对于科学研究的兴趣。     

理论化学与下世纪“化学学科重组”前瞻

本文展望了理论化学的发展趋势并预言了下个世纪“化学学科的重组”。作者建议了现代化学的定义：化学是研究从原子,分子片,分子,超分子,生物大分子到分子的各种不同尺度和不同程度的聚集态的合成和反应,分离和分析,结构和形态,物理性能和生物活性及其规律和应用的科学． 根据这个定义,从化学的研究对象不同,在２１ 世纪化学分支学科可能发生重组,因此化学可以划分为如下八个层次：１） 原子层次的化学; ２） 分子片层次的化学; ３） 分子层次的化学; ４） 超分子层次的化学; ５）生物与分子层次的化学; ６） 宏观聚集态化学; ７） 介观聚集态化学和８） 复杂分子体系的化学     

典型超分子体系在放射化学领域的应用

本文主要通过评述两类超分子体系和离子印迹聚合物对重要金属离子的分离研究,阐明超分子化学在放射化学领域的重要应用。第一类超分子体系所含的主体分子有冠醚、杯芳烃、杯芳冠醚等大环化合物。第二类超分子体系主要有反胶束、微乳液和液膜。离子印迹聚合物通过超分子的识别功能实现对离子的选择性分离,而在液膜分离技术中,超分子的输运功能得到了很好的诠释。本文还对超分子化学在放射化学领域的应用前景作了分析展望。     

分子工程学学科建设刍议

作为一个化学工作者,我对分子工程学确实有点向往,甚至偏爱。这可能与我长期从事物理化学教学、结构化学科研以及经常考虑学科的作用和发展问题有点关系。1978年科学大会前夕出了一本科普读物《现代科学技术简介》,我在其中介绍“结构化学的概况和动向”时,曾归纳出这个学科的四个动向,其中之一就是分子工程学。     

中国超分子聚合物的研究与动态

超分子聚合物是高分子科学与超分子科学交叉的研究方向.超分子聚合物的研究在中国引起了学术界的广泛兴趣,中国的学者们对推动此研究领域的发展做出了贡献,并在新的超分子聚合方法、可控超分子聚合以及功能超分子聚合物等方面取得了一系列重要的创新成果.本文总结和评述了中国超分子聚合物的研究与动态,并展望了超分子聚合物化学、超分子聚合物物理、超分子聚合物表征及功能超分子聚合物的未来发展.     

葫芦脲大环官能团功能化

新型大环化合物的设计与合成一直以来都是超分子化学的研究热点。冠醚、环糊精、杯芳烃和葫芦脲等经典大环分子,以及柱芳烃等新兴大环分子的发展丰富了超分子化学的研究内容。其中,官能团功能化的大环化合物被广泛应用于化学传感器、分子机器、仿生系统、超分子催化、刺激响应体系、功能材料以及药物传递等众多领域。葫芦脲大环具有一个刚性的疏水空腔,由于其独特而优秀的水相识别能力而备受关注。然而,相对于其他大环化合物,葫芦脲由于其官能团功能化难题而发展相当缓慢。近年来,葫芦脲大环官能团功能化的研究获得了巨大的突破,将葫芦脲大环的主客体识别性质从传统的超分子化学拓展到生物化学、材料化学以及药物化学等交叉研究领域。本文重点总结葫芦脲大环官能团功能化现阶段的研究进展,并对其合成方法进行简单明晰的总结与展望。     

超分子高分子化学进展

综述了超分子高分子化学近年来的进展,着重介绍固相聚合和毛杆高分子等方面的最新研究成果及应用展望,对超分子高分子化学的主要研究方法也作了扼要的介绍。     

气相色谱中的超分子化学问题：Ⅰ.气相色谱与超分子化学的关系

超分子化学是有关超分子体系结构和功能的化学，超分子体系是由多个分子作用联系起来的实体，分子识别是形成超分本系的基本特征，本文从分子识别的角度，探讨了气相色谱学中超分子化学问题，并详细地评述了冠醚、液晶、环表固定液的分子识别机理的研究状况，最后，作者们大致展望了色谱研究超分子问题的前景，并且认为在多人工作基础上会产生一门新科学－超分子色谱学。     

Supramolecular coordination chemistry: the synergistic effect of serendipity and rational design

Supramolecular coordination compounds bear exceptional advantages over their organic counterparts. They are available in one-pot reactions and in high yields and display physical properties that are generally inaccessible with organic species. Moreover, their weak, reversible, noncovalent bonding interactions facilitate error checking and self-correction. This Review emphasizes the achievements in supramolecular coordination chemistry initiated by serendipity and their materialization based on rational design. The recognition of similarities in the synthesis of different supramolecular assemblies allows prediction of potential results in related cases. Supramolecular synthesis obeys guidelines comparable to the "lead sheet" used by small jazz ensembles for improvisation and therefore more often leads to unpredicted results. The combination of detailed symmetry considerations with the basic rules of coordination chemistry has only recently allowed for the design of rational strategies for the construction of a variety of nanosized systems with specified size and shape.     

Predetermined Chirality at Metal Centers

Asymmetric synthesis in coordination chemistry was described very clearly by Smirnoff in 1920, but, contrary to the development in organic chemistry, it was almost completely neglected for several decades. The interest in chirality in coordination chemistry (see the stereoview of [Ru(bpy)₃]²⁺) has increased rapidly in recent times as a consequence of developments in several fields where chirality is important (polynuclear systems, supramolecular structures, and enantioselective catalysis). Here we show many examples of how, through the choice of ligand, the configuration of a metal center or the chirality of a helicate can be predetermined.     

典型锕系超分子组装体的构筑原理及研究进展

锕系超分子化学是锕系元素化学的重要研究领域,可以为乏燃料后处理的配位化学基础研究提供重要信息,并为探索锕系功能材料在发光、传感、催化和分离等方面的功能应用提供关键材料体系。本文介绍了基于锕系金属离子的金属-有机超分子组装体这一新兴领域的最新研究进展。从锕系超分子组装体的构筑原理出发并结合笔者自身研究情况,对基于主客体准轮烷配体的锕系-轮烷配位聚合物、具有闭合结构的锕系配位组装体和基于超分子相互作用的锕系超分子聚合物这三类典型的锕系超分子组装体的研究进展进行了梳理和总结阐述。期望为未来新型锕系超分子组装体的设计合成提供参考,促进相关领域的进步和发展。     

Physical organic chemistry of supramolecular polymers

Unlike the case of traditional covalent polymers, the entanglements that determine properties of supramolecular polymers are defined by very specific, intermolecular interactions. Recent work using modular molecular platforms to probe the mechanisms underlying mechanical response of supramolecular polymers is reviewed. The contributions of supramolecular kinetics, thermodynamics, and conformational flexibility to supramolecular polymer properties in solutions of discrete polymers, in networks, and at interfaces, are described. Molecule-to-material relationships are established through methods reminiscent of classic physical organic chemistry.     

超分子有机膦大环化合物研究进展

有机膦大环化合物是伴随着大环化学的出现而发展起来的．它们不仅具有多变的结构而且非常稳定;不仅能够包结客体分子,还可以与许多过渡金属形成稳定的配位化合物,在主客体化学以及金属有机催化领域中受到人们的广泛关注．由于其独特的性质,有机膦大环化合物在超分子化学的发展中具有重要的地位．本文主要介绍了近些年有机膦大环化合物研究的新进展及其在超分子化学中的应用．     

卤键在超分子化学中的应用进展

卤键是指作用在卤原子(路易斯酸)和具有孤对电子的原子或π电子体系(路易斯碱)之间的新型弱相互作用,其在超分子多维自组装和分子识别(如超分子催化、超分子选择拆分、超分子传感)等领域有着广泛的应用。本文介绍了卤键的类别、特性、功能及在超分子化学结构与功能领域中的应用。     

Crystal engineering: a holistic view

Crystal engineering, the design of molecular solids, is the synthesis of functional solid-state structures from neutral or ionic building blocks, using intermolecular interactions in the design strategy. Hydrogen bonds, coordination bonds, and other less directed interactions define substructural patterns, referred to in the literature as supramolecular synthons and secondary building units. Crystal engineering has considerable overlap with supramolecular chemistry, X-ray crystallography, materials science, and solid-state chemistry and yet it is a distinct discipline in itself. The subject goes beyond the traditional divisions of organic, inorganic, and physical chemistry, and this makes for a very eclectic blend of ideas and techniques. The purpose of this Review is to highlight some current challenges in this rapidly evolving subject. Among the topics discussed are the nature of intermolecular interactions and their role in crystal design, the sometimes diverging perceptions of the geometrical and chemical models for a molecular crystal, the relationship of these models to polymorphism, knowledge-based computational prediction of crystal structures, and efforts at mapping the pathway of the crystallization reaction.     

Driving Forces Controlling Host–Guest Recognition in Supercritical Carbon Dioxide Solvent

The formation of supramolecular host–guest complexes is a very useful and widely employed tool in chemistry. However, supramolecular chemistry in non‐conventional solvents such as supercritical carbon dioxide (scCO₂), one of the most promising sustainable solvents, is still in its infancy. In this work, we explored a successful route to the development of green processes in supercritical CO₂ by combining a theoretical approach with experiments. We were able to synthesize and characterize an inclusion complex between a polar aromatic molecule (benzoic acid) and peracetylated‐β‐cyclodextrin, which is soluble in the supercritical medium. This finding opens the way to wide, environmental friendly, applications of scCO₂ in many areas of chemistry, including supramolecular synthesis, reactivity and catalysis, micro and nano‐particle formation, molecular recognition, as well as enhanced extraction processes with increased selectivity.