以磺化杯芳烴為主體的超分子化學(xué)研究.pdf

1、超分子化學(xué)是當(dāng)前化學(xué)、生命科學(xué)和材料科學(xué)的前沿研究領(lǐng)域之一。近些年來(lái)，杯芳烴這一類(lèi)“新型”的具有獨(dú)特空穴結(jié)構(gòu)的大環(huán)化合物，在超分子化學(xué)研究方面取得的成果受到科學(xué)工作者的廣泛重視，被譽(yù)為是繼冠醚和環(huán)糊精之后的第三代超分子主體化合物。 水溶性磺化杯芳烴呈截錐狀結(jié)構(gòu)，它的疏水腔的上緣為磺酸基而下緣是酚羥基，中間的部分為疏水的芳香環(huán)。作為一類(lèi)多功能水溶性的主體化合物，它可以形成兩親性層狀、分子膠囊、球形和螺旋形的隧道等奇特的結(jié)構(gòu)，在超分

2、子化學(xué)和晶體工程領(lǐng)域已經(jīng)受到人們的廣泛關(guān)注。本論文主要以水溶性磺化杯芳烴為研究對(duì)象，分別研究了pH值和溶劑兩種因素對(duì)磺化杯[4]芳烴與金屬離子自組裝的調(diào)控、磺化杯芳烴對(duì)金屬配合物的包合和自組裝性能以及磺化杯芳烴與瓜環(huán)的超.分子組裝。具體包括以下內(nèi)容： 1.研究pH值對(duì)磺化杯[4]芳烴與金屬離子作用的調(diào)控，分為與兩種金屬離子作用：一種是磺化杯芳烴與三價(jià)鑭離子在不同的pH值下，合成了分子膠囊、二維和三維的三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的化合物，而三維

3、結(jié)構(gòu)的化合物是目前為止發(fā)現(xiàn)的第一例三維的鑭系金屬與磺化杯[4]芳烴的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。另一種是磺化杯芳烴與二價(jià)錳離子在不同的pH值下作用，合成了三個(gè)一維鏈狀和一個(gè)二維層狀的結(jié)構(gòu)。深入探討了pH調(diào)控產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的作用原因及其調(diào)控規(guī)律，即由于反應(yīng)溶液的pH值不同，使得磺化杯[4]芳烴與金屬離子的配位能力以及配體質(zhì)子化和去質(zhì)子化的不同，導(dǎo)致了不同維數(shù)的配合物形成。研究了溶劑對(duì)磺化杯[4]芳烴與金屬鑭離子作用的調(diào)控，使用不同的溶劑共得到五種不同的化合物，并

4、分析探討了溶劑的不同對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)影響的原因。這些研究為今后定向組裝出目標(biāo)結(jié)構(gòu)化合物奠定了基礎(chǔ)。 2.研究了磺化杯芳烴對(duì)過(guò)渡金屬配合物的包合和自組裝、拆分性能：研究磺化杯[4]芳烴對(duì)手性鈷的乙二胺配合物的包合和拆分，得到兩種包合鈷的乙二胺配合物的化合物，其中一個(gè)化合物的堆積結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的磺化杯[4]芳烴堆積結(jié)構(gòu)不同，是一種渦輪狀的堆積方式，但是沒(méi)有實(shí)現(xiàn)對(duì)手性對(duì)映體分子的拆分；研究磺化杯[4]芳烴與二價(jià)銅離子的吡嗪同系物配合物所形成的超

5、分子化合物，合成了五個(gè)化合物，分析探討了吡嗪同系物空間位阻的不同對(duì)配合物及超分子自組裝的影響；研究了磺化杯[4]芳烴與二價(jià)銅離子和2,2-聯(lián)吡啶所形成的兩種不同的一維鏈狀配合物的合成與結(jié)構(gòu)，總結(jié)了磺化杯[4]芳烴包合金屬配合物的有利條件。 3.研究了磺化杯芳烴與瓜環(huán)的超分子組裝，兩種磺化杯芳烴(磺化杯[4]芳烴和磺化杯[6]芳烴)分別與六元瓜環(huán)作用，首次得到了兩個(gè)磺化杯芳烴與瓜環(huán)通過(guò)非共價(jià)相互作用力組裝的超分子化合物，它們具有奇