氨基硫脲配合物的组装及其非线性光学性质

论述了近年来国际上较为活跃的超分子化学领域,在配位化合物的分子设计和性质研究等方面的重要应用.依据超分子自组装与配位化合物的相关理论及研究状况,紧密结合本研究组的近期工作和最新进展,分析探讨了氨基硫脲系列超分子配合物的分子设计和组装,及其组成-结构-非线性光学性质,为后续新型功能性超分子配合物的设计合成提供必要的基础.     

共轭小分子凝胶剂的研究进展

通过小分子凝胶剂在有机溶剂中形成凝胶的方法可以得到一些纳米或微米级别的自组装结构.在形成凝胶的过程中,它们主要通过一些分子间非共价键作用力,如范德华力、氢键、π-π堆积等来进行自组装.而其中共轭小分子凝胶剂由于其独特的光电性能成为了目前超分子化学家的研究热点之一.文中报道了近些年来共轭小分子凝胶剂(主要包括寡聚苯撑乙烯类、稠环芳烃类等)的研究进展,介绍了这些共轭小分子凝胶剂在有机溶剂中形成凝胶所涉及的非共价键作用力、极限凝胶浓度、自组装形态等,并概括了它们的应用前景.最后总结和展望了共轭小分子凝胶剂体系的研究和发展方向.     

新型功能铱配合物凝胶体系的构建及其对重金属离子的高灵敏检测和富集

<正>我校化学化工学院曹新华博士获批国家自然科学基金项目:新型功能铱配合物凝胶体系的构建及其对重金属离子的高灵敏检测和富集,项目批号:214()1159.超分子自组装是组装基元通过非共价键相互作用自发形成特定结构的过程,是创造新结构和功能材料的重要手段.基于超分子自组装和配位化学原理,以重金属离子的检测和富集为功能     

四苯乙烯基超分子自组装体系的制备

设计合成了四苯乙烯衍生物凝胶因子(TP),该凝胶因子可以在1,4-二氧六环中形成有机凝胶.通过紫外可见光谱、荧光光谱、红外光谱、扫描电镜、X-射线粉末衍射和接触角等技术对该凝胶因子的自组装过程进行了详细表征.结果表明:该凝胶体系具有明显的聚集诱导发光的性质,凝胶因子TP在自组装过程形成了且具有一定的疏水性,其接触角为136°.氢键作用和范德华力可能是该自组装体系的主要驱动力.     

多金属氧簇复合物体系的可逆动态组装、可控光致变色及超分子催化研究报告

分子自组装是分子自发形成特定有序聚集结构的过程。为了建立新的功能自组装体系,实现分子聚集体由单组分到多组分、由静态到动态,并通过环境变化进而实现从聚集体结构可控发展到功能可控,在过去一年里,我们从无机金属氧簇和与之匹配的有机组分构筑基元设计入手,通过组分间结构匹配和作用方式、组装性质、刺激响应及功能特性调节,合成了一系列新的以无机簇阴离子为核、以修饰的有机阳离子为壳的双组分通过静电相互作用形成的、具有刺激响应性和适应不同功能需要的、结构形态可变的两亲性超分子复合物预组装体。我们以研究复合物自组装形成的多级聚集结构为基础,通过揭示响应基团与组装结构间的联动关系,获得了具有可逆转变特性的分子组装体并阐明了动态转变过程和机理。在此基础上,我们利用溶液中组装结构的动态可调控特性,通过光照和温度变化调控分子间相互作用,实现了水相中分子聚集体的组装与解组装、极性相和非极性相之间的可逆相转移、可逆氧化还原和相转移催化氧化功能。该年度的工作实现了将有机和无机组分通过多种相互作用整合到同一个组装体系中,揭示了多金属氧簇超分子复合物的手性转移和可逆光致变色、手性组装结构与非手性组装结构的动态结构可逆转变和机理,同时实现了同时含有主体和客体基团的超分子复合物自识别、手性转移和手性放大的光调控。这些工作将为实现该研究的下一步目标提供很好的基础。     

取代基对卟啉分子自组装聚集体纳米结构的调节

运用简单的"one-step"法自组装技术,将Meso位具有不同取代基团的卟啉分子Meso-5,10,15,20-四(对甲氧基苯基)卟啉(Ⅰ),Meso-5,10,15,20-四苯基卟啉(Ⅱ)和Meso-5,10,15,20-四(对氯苯基)卟啉(Ⅲ)组装成有机纳米聚集体。利用多种表征手段系统研究化合物(Ⅰ),(Ⅱ)和(Ⅲ)在水溶液中的自组装性质。结果表明,在自组装过程中,3种卟啉分子均形成J型聚集体,从化合物(Ⅰ),(Ⅱ)到(Ⅲ),随着卟啉Meso位取代基供电子能力依次下降,分子间相互作用程度减弱,其纳米聚集体形貌由二维四方片状逐渐变成一维纳米带。这表明通过调节卟啉Meso位取代基的供/吸电子能力,可以调节分子间非共价键相互作用程度,从而控制卟啉分子自组装纳米结构的形貌。     

氧化石墨烯自组装水凝胶

氧化石墨烯(GO)是化学氧化-还原法制备石墨烯的中间体,也是除石墨烯以外最为重要的二维纳米材料.由于GO纳米片表面富含各种含氧基团,因此其在水溶液中可以与多种物质发生超分子自组装,形成水凝胶.本文在分析GO化学结构的基础上,总结GO水凝胶的制备方法和形成机理,着重讨论GO的拓扑形状对水凝胶形成的影响,以及促进GO形成凝胶的超分子作用力,包括氢键、静电作用、配位作用、π-π作用等.最后,对GO自组装水凝胶的应用进行了评述,并展望了该领域今后的发展方向.     

基于氢键的超分子自组装:缔合方式及稳定性

氢键是自然界中最基本的分子间弱相互作用力之一,其强度适中、具有方向性和饱和性,是构建超分子自组装体系的理想推动力.在65篇文献的基础上综述了基于氢键的超分子组装体系的缔合方式及其稳定性影响因素,为设计结构稳定、可自由调控的超分子自组装体系提供理论基础.     

吸电子基对苝酰亚胺衍生物气敏传感性能的影响

在苝四酸酐苝湾1,7或1,6,7,12位分别引入氰基或氯原子,制备了两种苝湾含吸电子基的苝酰亚胺衍生物N,N’-双(十二烷基)-1,7-二氰基-3,4:9,10-苝二酰亚胺(PTCDI-CNC12)和N,N’-双(十二烷基)-1,6,7,12-四氯-3,4:9,10-苝二酰亚胺(PTCDI-ClC12),并研究了两种化合物在氯仿/甲醇二元混合溶剂中的超分子自组装及所得纳米结构的传感性能.结果显示,在苯肼气氛(10ppm)中,两种苝酰亚胺衍生物的灵敏度不同,PTCDI-CNC12电流增加了2个数量级,而PTCDI-ClC12增加了4个数量级.其原因在于两者比表面积的差别和分子骨架结构扭曲程度的不同.这表明苝湾位吸电子基对苝酰亚胺衍生物气敏传感性能有着显著影响.     

基于纳米金自组装应用的多甲硫基芳炔化合物的设计与合成

基于含硫化合物易于在贵金属表面形成分子膜的事实以及多头含硫有机分子有望成为新一代纳米自组装理想材料的预测,设计并合成了一系列几何形状、功能基数迥异,具有π共轭特征的刚性芳炔硫醚化合物1～7.通过MS,IR,1H和13C NMR对它们进行了结构表征.此外,对两个X型化合物参与纳米金自组装的行为进行了初步的考察.实验结果表明:多MeS-基有机分子具有良好的自组装和可拆卸效果.     

多组份超分子凝胶的表征方法和研究手段

低分子量凝胶因子通过分子间非共价键相互作用自组装成三维纤维结构进而包裹溶剂分子形成低分子量超分子凝胶体系.然而,研究者对多组份凝胶的探究越来越感兴趣.在多组份凝胶体系中,如果每个组份都有能力形成凝胶,那么低分子量凝胶之间的随机或特定的组装有可能形成不同类型的纤维结构.三维网格结构的性质将取决于低分子量凝胶是如何组装成一级纤维结构以及这些一级结构是如何缠绕的.因此,研究这些凝胶结构中网格结构是如何跨越多重长度尺度是有必要的.本文讨论了目前在多组份凝胶研究中常用的表征方法和研究手段,希望为多组份凝胶的研究提供有必要的途径.     

苝二酰亚胺衍生物的合成、一维分子自组装及其应用研究进展

本文综述了一类环境稳定的n型有机半导体,苝二酰亚胺及其衍生物(PDIs),的研究进展,涵盖了它们分子的合成和一维自组装,重点介绍了PDIs一维纳米纤维材料的构建及其应用研究进展。     

系列巯基苯基卟啉的合成与表征

具有平面共轭结构的卟啉类化合物,是一类自然界广泛存在重要的生物分子.由于其独特的光、电、催化和生物化学性质,卟啉类化合物分子自组装得到的纳米超分子体系,是最具有应用潜能的功能纳米器件分子体系.因此我们合成了系列巯基卟啉化合物,并通过紫外,红外和核磁共振对其结构进行了表征,这种化合物有望应用于巯基卟啉自组装膜的制备并作为研究界面电子转移机理的模型.     

肽调控生色团自组装纳米结构及应用研究进展

自然界中,蛋白质/肽与功能发色团结合,自组装形成的复合物用于光合成系统中的光捕获和能量转移。由于肽分子结构可设计、自组装形式多样,并且可与自然界中存在的蛋白质相对照,因此,通过合成肽分子来人工仿制自然界中的光捕获复合物成为研究热点。本文对基于肽调控的功能性生色团自组装形成的纳米结构进行人工模拟光捕获系统的进展进行了综述,并且对肽调控生色团的组织形式、合成肽-生色团复合物以及肽分子与发色团分子通过非共价键相互作用组装进行了重点阐述。同时,本文也对人工仿制光捕获复合物的光捕获性能及能量转移进行了讨论,并且对这类复合物在无机纳米粒子矿化、分子产氢产氧方面的应用进行了介绍。     

氨基酸衍生物有机凝胶的X射线衍射行为研究

以X射线衍射分析研究了氨基酸衍生物有机凝胶的凝胶态、干凝胶态和固态的凝胶分子的晶体差异,证明了在形成有机凝胶后,氨基酸衍生物类凝胶因子以自组装方式发生了重排,分子之间的相对位置发生了变化.因此,可以将X射线衍射分析作为判断有机凝胶自组装发生过程的判据,与傅立叶红外光谱(FT-IR)分析结合可以用于说明有机凝胶形成机理.     

新型有机-无机杂化吡啶盐化合物的设计合成

设计合成3种非线性光学效应的新型有机-无机杂化物,即3种不对称D-π-A型取代苯乙烯基吡啶盐化合物,并运用常规方法进行表征.以实验证实,从分子设计,通过分子组装,是合成有机-无机杂化型化合物的有效方法,同时培养出其中一种化合物的高质量单晶,解析了晶体结构,分析和探讨了化合物的组成-结构-性质之间的关系.     

基于氢键的超分子自组装研究进展

综述了氢键在寡聚酰胺体系、喹啉衍生物体系、吡啶酰胺体系、氨基苯甲酰胺体系、菲咯啉酰胺体系、芳香酰肼体系、吡嗪咪唑酰胺体系、尿基衍生物体系的自组装过程中所起的作用及氢键在分子自组装中的发展现状.氢键具有可逆性,基于氢键的超分子自组装体系具有组装的多样性和广泛性等特点,据此可以预测氢键对自组装体结构和性质的影响,为设计和合成出结构稳定、性能优异、可以自由调控的材料提供理论基础.     

血红素类蛋白质-纳米氧化铝-金胶自组装体系的直接电化学与电催化

三种血红素类蛋白质--细胞色素c、肌红蛋白、血红蛋白,被固定在纳米氧化铝-金胶自组装体系修饰玻碳电极表面,紫外光谱实验结果表明固定在纳米氧化铝-金胶表面的蛋白质保持其原始的二级结构不变.用电化学阻抗光谱和循环伏安技术表征了界面的组装过程及其电化学性质,结果表明纳米氧化铝-金胶模板不仅为蛋白质固定提供了良好的环境,而且加快了蛋白质分子与电极之间的电子转移.讨论了扫描速度对细胞色素c电化学行为的影响及其对过氧化氢的电催化还原等性质.     

分子自组装及超分子自组装体的研究进展

基于分子自组装的超分子科学是21世纪的新概念和高新技术的重要源头之一.简要介绍了超分子体系,阐述了分子自组装的基本概念和特点,系统地总结并评述了超分子自组装体的最新进展和成果,并展望了超分子自组装研究的发展前景.     

自由基聚合制备聚合物纳米片层材料

设计、合成了含有苯胺二聚体的苯乙烯甲基丁酸酯(VPB),通过自组装-自由基聚合的方法,成功地制备了聚合物纳米片层材料.VPB和聚合物的结构通过核磁谱和红外光谱进行了分析确认,VPB和聚合物的自组装行为通过电子显微镜、X射线进行了研究.实验结果表明,VPB在甲苯和丙酮的混合溶剂中可以自组装成为二维纳米片层,并能与马来酰亚胺进行自由基共聚反应,形成尺寸数微米、厚度2纳米的聚合物片层材料.本研究的结果证明,将自组装与自由基聚合结合是一种制备聚合物二维纳米片层材料的有效方法.