葫芦脲的研究进展

近几年葫芦脲和其衍生物由于其特殊的结构与性质已引起的密切关注。本文综述了葫芦脲的最新研究进展,包括葫芦脲分子及其衍生物的分子设计与合成,与聚电解质形成主链（准）聚轮烷和侧链（准）聚轮烷,与其他有机客体小分子相互作用形成轮烷和准轮烷,以及葫芦脲分子及其衍生物在囊泡、二维聚合物、色谱固定相、生物体以及药物缓释方面的最新应用。     

葫芦[7]脲的合成及其与甲基橙的超分子行为研究——综合性研究型实验设计

以尿素为原料合成甘脲,再与甲醛反应合成葫芦脲,然后通过红外、紫外、核磁对其进行表征。详细研究了葫芦[7]脲与甲基橙的超分子包结行为。本实验可使学生接触到超分子化学,有利于学生了解有关葫芦脲的合成方法和包结性质,提高综合分析问题和解决问题的能力。     

葫芦脲

介绍了葫芦脲分子受体的超分子体系的进展,包括葫芦脲的合成、衍生化、分子识别与组装及其潜在的应用前景.     

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。     

葫芦[8]脲的环套环分子组装

以4,4'-联吡啶鎓、 2,6-萘二酚和2,7-萘二酚为基本结构单元, 设计合成了2种带有分子内给受体相互作用的大环化合物, 并采用紫外光谱和核磁共振等手段研究了其与葫芦[8]脲的键合行为. 研究结果表明, 在水溶液中大环的2,6-萘二酚和2,7-萘二酚与4,4'-联吡啶鎓之间存在分子内的电荷转移相互作用, 而葫芦[8]脲可以键合这2种大环化合物, 导致电荷转移吸收峰增强并红移, 表明葫芦[8]脲能增强这种分子内的电荷转移相互作用, 形成稳定的环套环分子组装体. 这种结构是基于葫芦[8]脲的新型拓扑结构.     

葫芦[n]脲超分子水凝胶的研究进展

超分子化学的发展一直是众多研究者所关注的一大热点,葫芦[n]脲作为第四代大环主体分子,拓宽了超分子化学领域的发展。水凝胶是一种具有可拉伸性、生物相容性、环境响应性等多种优异性能的软材料。人们充分利用葫芦[n]脲优异的分子识别能力和配位能力,研究出了一系列具有特殊功能的超分子水凝胶材料。本文在结合葫芦[n]脲特点的基础上,着重论述了葫芦[n]脲水凝胶在(刺激响应性、粘附性、自愈合性)功能性材料、(药物传递、伤口敷料、仿生)生物医学材料、超分子发光材料等领域的研究前沿和动态,并且对葫芦[n]脲水凝胶的主要设计思路进行了讨论。最后,针对当前存在的问题以及未来可能的发展方向对葫芦[n]脲水凝胶的研究前景作出了展望。     

葫芦[n]脲应用研究进展

葫芦[n]脲(CB[n]简称CB)及其衍生物是由n个甘脲单元连接而成的大环主体分子,因其特殊的结构和分子识别性能,而受到广泛关注。以共价或非共价的方法,葫芦[n]脲可以构筑出各种功能的纳米超分子组装体,而且还可以赋予超分子组装体很多新颖的物理化学特性,使其在反应容器、表面活性剂、载体、囊泡、分子开关、离子选择性电极等方面展现出极大的应用潜力。本文综述了近年来基于葫芦[n]脲纳米超分子组装体的构筑及应用研究进展,并展望了葫芦[n]脲化合物的发展前景,以期对于进一步构筑具有特定结构和功能的葫芦[n]脲纳米超分子组装体的研究起到积极的促进作用。     

葫芦脲的研究进展

葫芦脲(CB[n])及其衍生物是由n个苷脲单元连接成的穴状分子,因其结构特殊,受到广泛的关注与研究。本文综述了CB[n]的性质、合成以及近年来CB[n]在分子开关、催化剂、药物载体等方面的研究进展。     

葫芦脲作为超分子纳米反应器/催化剂的研究

葫芦脲是近年来获得广泛关注和长足发展的一种新型超分子主体化合物,其刚性的结构、疏水性的空腔及电负性的端口赋予其极为特殊的识别性质--对有机阳离子客体的高选择性和高亲合性。过去的十几年里,学者们利用其独特的性质将其应用在包括从基本的分子识别与组装到复杂的三维材料的制备以及药物传输及缓释等各个领域中。此外,创造性地将葫芦脲分子用于控制化学反应进程则成为了葫芦脲化学又一备受瞩目的研究方向。本文介绍了葫芦脲及其衍生物作为超分子纳米反应器/催化剂的研究工作,重点介绍了近年来国际国内在此领域取得的部分研究成果,主要包括葫芦脲通过主客体作用对反应底物的反应活性的影响,希望能给对葫芦脲介入的化学反应感兴趣的研究人员提供参考。     

光谱法研究羟基葫芦[6]脲与对氨基苯磺酸的分子识别作用

光谱法研究羟基葫芦[6]脲与对氨基苯磺酸的分子识别作用;紫外光谱法;荧光光谱法;分子识别;包结作用;羟基葫芦[6]脲;对氨基苯磺酸     

分子逻辑器件研究进展

分子器件具有尺寸小、设计合成可控、存储量大、反应速度快、人工智能等诸多优点,是当今化学、物理和材料等领域研究最为重要的一个交叉领域.综述了近些年来分子逻辑器件领域的研究进展.介绍了各种类型的分子逻辑门、半(加)减法器、分子逻辑线路以及DNA分子和固态分子计算.最后提出了分子器件存在的问题并展望了其应用前景.     

分子工程和化学工程

分子工程从分子水平研究产品的设计和开发以及过程的设计和开发问题,在化学工程领域中,是一个活跃的前沿。它的重要基础是分子结构与热力学性质、传递性质以及反应动力学性质之间的定量关系。研究这些关系分别是分子热力学、分子传递现象和分子反应动力学的任务。本文着重讨论它们的进展。     

Applications of the molecular orbital graph theory (XI)——The molecular moment's method of evaluating π-bond grade and judging relative reactivity of even AH

The tree graph method of evaluating the local molecular moment is proposed. By applying this method and the molecular moment formula of π-electron energy in the molecular orbital graph theory, a topological method of using the molecular moment to judge the relatively reactive point of even AH is achieved.     

分子基逻辑材料*

在适当的条件下分子开关将输入的信息转换为输出信号,利用这一特点,可在分子体系根据二进位布尔逻辑规则实现信号转换。目前,用化学体系进行基本的布尔逻辑功能执行 (PASS、YES、NOT、AND、NAND、OR、NOR、XNOR和INH)都已成为可能。在此基础上,逻辑门的整合与编程,以及更进一步的复杂分子运算开始受到人们的关注。迄今为止,以高灵敏性的荧光输出信号为主,人们在分子水平上设计实现了多种复杂的逻辑电路,包括组合逻辑电路和时序逻辑电路等,并开始涉及信息处理的安全平台设计。本文主要介绍了近年来利用分子荧光开关体系模拟数字逻辑电路过程中所取得的最新进展,对分子逻辑电路研究的热点和问题进行了展望。     

Molecular Tweezers: Concepts and Applications

Taken to the molecular level, the concept of “tweezers” opens a rich and fascinating field at the convergence of molecular recognition, biomimetic chemistry and nanomachines. Composed of a spacer bridging two interaction sites, the behaviour of molecular tweezers is strongly influenced by the flexibility of their spacer. Operating through an “induced‐fit” recognition mechanism, flexible molecular tweezers select the conformation(s) most appropriate for substrate binding. Their adaptability allows them to be used in a variety of binding modes and they have found applications in chirality signalling. Rigid spacers, on the contrary, display a limited number of binding states, which lead to selective and strong substrate binding following a “lock and key” model. Exquisite selectivity may be expressed with substrates as varied as C₆₀, nanotubes and natural cofactors, and applications to molecular electronics and enzyme inhibition are emerging. At the crossroad between flexible and rigid spacers, stimulus‐responsive molecular tweezers controlled by ionic, redox or light triggers belong to the realm of molecular machines, and, applied to molecular tweezing, open doors to the selective binding, transport and release of their cargo. Applications to controlled drug delivery are already appearing. The past 30 years have seen the birth of molecular tweezers; the next many years to come will surely see them blooming in exciting applications.     

光驱动分子梭

分子梭在分子开关、分子逻辑门、信息存储等领域有着潜在的应用价值,是超分子化学领域的研究热点之一。本文综述了光驱动分子梭的研究进展：重点举例介绍了荧光光谱识别法和圆二色光谱识别法这两种识别光驱动分子梭位置状态的方法;阐述了构建光驱动轮烷分子梭的新型方法学,包括光驱动环糊精[2]轮烷和[1]轮烷分子梭的定向合成,举例介绍了光间接驱动的轮烷分子梭,以及光驱动[3]轮烷型分子梭和分子梭聚合物;举例说明了光驱动分子梭的功能性应用,用光驱动分子梭来模拟分子水平的逻辑门,研究光驱动分子梭体系中的能量传递机理,以及非溶液态的光驱动分子梭;并对分子梭今后的发展做了展望。     

New approach for representation of molecular surface

A new algorithm is proposed for approximation to the molecular surface. It starts with a triangular mesh built on an ellipsoid embracing the whole molecular surface. The triangular mesh is obtained from an icosahedron subdivision sphere with highly uniform vertex distribution, and the embracing surface is deflated stepwise to the best adherence of its triangles onto the surface of the molecule. The deflating direction of each vertex of a triangle is defined by the vector normal at this point to the previous deflated embracing surface. Our results show that the speed of the triangulation embracing ellipsoid method and the quality of the surface obtained by the method are faster and better than the method that starts with a quadrilateral mesh built from meridian and parallel representations on an embracing sphere to get the molecular surface. Furthermore, the surface obtained by the method can be used directly to approximate the molecular surface by spherical harmonic expansions. © 1998 John Wiley & Sons, Inc. J Comput Chem 19: 1805–1815, 1998     

自组装分子电子器件

自组装技术是解决有机功能分子与电极连接问题最有希望的技术之一,近-来在构筑分子电子器件中得到了越来越多的应用,成为分子电子学发展的一个重要方向.本文介绍了自组装技术在制备分子器件中的应用.并讨论了自组装分子器件的前景和面临的一些问题.     

Supramolecular chemistry

The article discusses molecular recognition and overviews the key concepts -storage and retrieval of chemical information by molecular structures, supramolecular reagents and catalysts, molecular transport, semiochemistry and self assembly. The prospects of controlling supramolecular architecture through engineered molecular recognition and design of ‘programmed systems’ controlled by molecular information are also discussed.