Glutathione as the end capper for cyclodextrin/PEG polyrotaxanes

A facile one-pot synthesis of α-cyclodextrin-based polyrotaxane(PR) in aqueous solution is reported, where the peptide glutathione was used as the end-capping agent and the thiol-ene Michael addition was used as the end-capping reaction. Both polyrotaxanes with low threading ratio and high threading ratio were successfully obtained. In contrast to the conventionally used multiple-step synthesis methods and hydrophobic end cappers, this one-pot aqueous synthesis as well as the biocompatibility of the end-capping agent could result in a much more biocompatible PR to be used as biomaterials.     

金属配位与主客体识别协同组装构筑机械互锁结构

机械互锁结构是一类具有独特性质的超分子实体,不但在拓扑学上具有重要的意义,而且是制备分子机器的结构基础,它们在纳米技术、生物、材料等领域有着巨大的应用前景。本文概述了通过配位作用组装制备轮烷、索烃及其他机械互锁结构研究的新进展,着重关注以金属配位作用作为一种构建方式与主客体识别协同组装制备机械互锁结构。由于金属配位键具有易成键、动态可逆、可调控等优点,采用金属配位作用构建机械互锁结构不仅可以大大地提高制备效率,而且有利于实现对机械互锁分子的可逆调控。     

葫芦脲与主链聚紫精的超分子自组装制备准聚轮烷及其性质研究

通过葫芦[6]脲(CB[6])与五亚甲基聚紫精(PPeV)在水溶液中于室温下进行超分子组装,得到一种新型的准聚轮烷(PPeVCB),通过¹HNMR、元素分析、IR和X射线粉末衍射(XRD)对其结构进行了表征,证实CB[6]位于PPeV的脂肪链上,并通过非共价键与PPeV结合,且CB[6]与PPeV重复单元的结合摩尔比为1∶1;通过热重分析(TGA)、紫外-可见吸收(UV-Vis)和化学还原等方法对其性质进行了研究,证实了准聚轮烷3比相应的聚合物热稳定性更高、UV-Vis吸收和氧化能力更强.     

新型缺电子联吡啶大环化合物的模板合成

通过富电子对苯二酚醚链衍生物和缺电子联吡啶间的模板效应, 成功地合成了一种新型联吡啶大环化合物, 利用元素分析、核磁共振和质谱等手段对新化合物进行了表征。     

以环糊精准聚轮烷为“假载体”印迹识别蛋白质的研究

实验以聚乙烯醇分子为客体分子,与γ-环糊精(γ-CD)分子组装制备环糊精准聚轮烷(CD-PPRs);在金属离子存在下,以丙烯酰胺(AM)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,以CD-PPRs为"假载体",制备了以牛血清白蛋白(BSA)为模板的分子印迹聚合物(cp-MIP)。结果表明,随着功能基化CD-PPRs(CD-PPRsAc)用量增加,印迹聚合物吸附量先增加后减小,当CD-PPRs-Ac与AM的质量比为0.55时,印迹聚合物的吸附量最大;在Cu2+共存时,吸附量最高可达5.16 mg/g;将cp-MIP用于4种混合蛋白溶液吸附,结果表明,引入CD-PPRs使印迹聚合物的特异性吸附能力明显提高,特异性吸附量可提高约6倍。     

由葫芦脲和苯胺构筑的假聚轮烷及其自由基稳定性的研究

用大环分子受体与聚合物,特别是导电型聚合物构筑而成的纳米超分子组装体在功能上所表现出来的独特性质吸引了越来越多的研究者的关注．早期研究所用的大环分子受体主要集中于冠醚和环糊精．近年来,新一代大环分子受体——葫芦脲逐渐成为研究热点．南开大学元素有机化学国家重点实验室刘育研究组首次报道了由葫芦脲和苯胺聚合物组成的超分子组装体,     

柱芳烃机械互锁结构的制备及功能化

柱芳烃是一类具有柱状空腔结构的大环主体,近年来逐渐成为主客体作用构筑超分子体系的重要模块之一。柱芳烃家族包含柱[5]芳烃到柱[15]芳烃等成员,其中柱[5]芳烃为热力学稳定产物,合成产率最高;其次为柱[6]芳烃。柱[5]芳烃或柱[6]芳烃可做为主体,参与构筑[1](准)轮烷、[1](准)索烃等机械自锁结构,以及[n]轮烷(n≥2)、[2]索烃、雏菊链等机械互锁结构;体系中独立分子之间存在相对运动,如轮烷中柱芳烃在轴线上可以进行穿梭运动;丰富的衍生基团赋予柱芳烃互锁结构相应的功能,如手性翻转、荧光共振能量转移、超分子凝胶、Langmuir膜、催化反应等,甚至基于柱芳烃轮烷还可构筑更复杂的树枝状分子。本文综述了柱芳烃超分子互锁体系的研究进展,详细阐述了基于柱芳烃的互锁结构的合成方法及其功能化并讨论了其在构筑分子器件及其他超分子复杂体系方面的应用前景。     

含有α-CD的新型[2]轮烷的合成

通过醋酸钯催化的Suzuki偶联反应,在室温下于水溶液中通过超分子自组装制备了以α-CD(α-环糊精)为大环,异酞酸为端塞,二苯乙烯衍生物为链的新型超分子轮烷。通过加入浓HCl调节反应溶液的pH值<1,用正丁醇萃取,将含有α-CD大环的轮烷分子与水溶液中多余的α-CD分离,再用硅胶柱层析分离得到纯的只含有1个α-CD大环的轮烷分子,从而简化了分离难度。采用1HNMR和质谱分析结果表明,所制得的轮烷为α-CD(主体)与哑铃状分子(客体)的摩尔比为1:1的[2]轮烷。     

环糊精准多轮烷改性聚氨酯材料的结构与性能

在合成聚氨酯的反应初期(方式Ⅰ)和预聚反应过程中(方式Ⅱ)加入环糊精超分子准多轮烷(PR),制备出一系列环糊精准多轮烷改性聚氨酯复合材料(PU/PRs).环糊精准多轮烷使聚氨酯(PU)材料的拉伸强度、断裂伸长率和杨氏模量同步提高.其中,采用方式Ⅰ并控制多轮烷质量分数为0.73%,拉伸强度和断裂伸长率达到最大值,分别是纯聚氨酯的1.8和1.7倍.力学性能的提高主要归因于环糊精超分子准多轮烷的均匀分散并与基质形成的拓扑交联网络结构,即β-环糊精(β-CD)贯穿聚丙二醇(PPG)链段的多轮烷通过PPG的端羟基和环糊精分子的羟基与异氰酸酯基的反应融入聚氨酯基质的网络结构.但是,过高的准多轮烷含量不利于聚氨酯材料力学性能的提高.     

利用可逆共价键PH响应性制备聚轮烷

合成了具有可逆酰腙键的2,4-二硝基苯甲醛封端的哑铃型聚乙二醇衍生物. 在60 ℃时将水溶液的pH值调节至酸性, 哑铃型聚合物上的酰腙键发生可逆的“断开”和“生成”. 在这个可逆过程中, 溶液中的α-环糊精逐步与聚乙二醇内含复合. 由于环糊精具有较强疏水作用的内部空腔, 可以与聚乙二醇形成稳定的内含结晶复合物, 在这种超分子作用力下, 哑铃型聚乙二醇衍生物的分子链上会动态地穿入更多的α-环糊精, 最终形成聚轮烷. 综合液体核磁共振、粉末X射线衍射、固体碳-13交叉极化/魔角自旋核磁共振及差示扫描量热分析结果证明, 这种利用可逆共价键pH响应性制备聚轮烷的方法是可行的. 与传统的聚轮烷制备方法不同, 这种利用动态的可逆共价键制备聚轮烷的方法并不需要预先合成准(聚)轮烷.