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.     

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.     

基于分子荧光光谱法的超分子水凝胶自组装过程监测

为了研究超分子水凝胶的自组装过程,利用分子荧光光谱法对谷胱甘肽-银离子(GS-Ag(I))水凝胶的自组装过程进行了监测。研究结果显示:GS-Ag(I)作为凝胶因子,其浓度从0上升到0. 008 mol/L的过程中,水凝胶的荧光激发波长从350 nm位移到370 nm,激发波长变化的数据显示水凝胶形态变化的关键浓度是0. 005 mol/L,流变性能数据和荧光显微镜照片也证明了此结论;当凝胶因子到达0. 005 mol/L时,水凝胶内部已经自组装形成了丝状三维网络,并且从牛顿流体转变为非牛顿流体。实验结果表明:当水凝胶的荧光激发波长相对于凝胶因子单体出现光谱红移时,水凝胶的自组装过程可以直接利用分子荧光光谱技术进行监测。     

咪唑基尾式卟啉铜(Ⅱ)配合物合成及其与锌卟啉-荧光素二元化合物超分子自组装

以无水醋酸铜与咪唑基尾式卟啉5-对[4-(1-咪唑基)丁氧基]苯基-10,15,20-三苯基卟啉(p-ImBPTPP)在三氯甲烷/冰醋酸混合溶液中反应,合成了咪唑基尾式卟啉铜(Ⅱ)配合物CuⅡ(p-ImBPTPP).以元素分析、ESI-MS、IR、1H NMR、UV-Vis光谱进行了表征.以UV-vis、ESI-MS和荧光光谱滴定研究了CuⅡ(p-ImBPTPP)与锌卟啉-荧光素二元化合物Zn(F1-PPTPP)的超分子自组装行为,用荧光光谱滴定数据计算了超分子结合常数.研究表明,CuⅡ(p-ImBPTPP)/Zn(Fl-PPTPP)体系是以CuⅡ(p-ImBPTPP)的尾端咪唑基与Zn(Fl-PPTPP)中的Zn(Ⅱ)之间的配位键组装成超分子的,超分子中电子给体锌卟啉与电子受体铜卟啉的结合方式对其光诱导电子转移性质有重要影响.     

一种Mn(Ⅲ)超分子配合物[Mn(hqn)3]2的合成和晶体结构

研究了一种Mn(Ⅲ)的二维超分子配合物[Mn(hqn)3]2(1)(hqnH=8-羟基喹啉)的合成和它的晶体结构.X-射线晶相学表征结果显示1属于单斜晶系,P21/c空间群,其晶胞参数:a=14.775 6(9),b=19.303 0(12),c=15.494 8(10)°A,β=93.103 0(10),°V=4 412.8(5)°A3,Mr=974.77,Z=4,Dc=1.467 g.cm-3,F(000)=2 000,μ=0.634,R1=0.053 3,wR2=0.118 9(I>2σ(Ⅰ)).在1中,每个Mn(Ⅲ)离子与三个hqn阴离子中的三个氧和三个氮形成畸变的八面体结构.1通过π-π堆积作用组装成一种二维超分子结构.     

1,3,5,7,9-五吡唑心环烯的合成及配位自组装

[目的]由于结构张力等因素,碗状心环烯分子通常难以与金属离子形成配位笼状超分子结构.为了构筑碗状心环烯分子的配位笼结构,在其分子边缘修饰上具有配位功能的基团,研究其与金属间的配位自组装行为.[方法]通过1,3,5,7,9-五氯心环烯与吡唑的亲核取代反应,合成1,3,5,7,9-五吡唑心环烯,通过高分辨质谱、核磁共振波谱对其分子结构进行表征,利用紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱研究其光学性质,并通过核磁滴定和高分辨质谱,探究1,3,5,7,9-五吡唑心环烯分别与富勒烯C₆₀和AgSO₃CF₃在液相中的超分子自组装行为.[结果]结构表征结果表明所合成的1,3,5,7,9-五吡唑心环烯具有C₅对称性,吡唑基团的引入扩展了π共轭体系导致其吸收波长红移,同时增强了其荧光性能.核磁滴定和高分辨质谱分析显示,在液相中,1,3,5,7,9-五吡唑心环烯与C₆₀仅发生弱的主客体自组装行为,而可与Ag⁺发生配位形成M₅L₂分子笼状结...     

多齿配体二(2-苯并咪唑亚甲基)胺的分子结构与构象研究

利用X-射线晶体结构数据及多种计算方法,研究了多齿配体二(2-苯并咪唑亚甲基)胺的最低能量构象和配位构象.分析表明两种构象截然不同,最低能量构象中两个苯并咪唑平面互相平行,有芳环堆积效应,而配位构象则整个分子张开,有利于金属离子的进攻.     

N-(2-吡咯甲酰基)-α-氨基酸甲酯的合成

以2-吡咯甲酸为原料,经酰氯化反应生成2-吡咯甲酰氯（Ⅲ）,Ⅲ再与α-氨基酸甲酯（Ⅱ）在n（Ⅲ）：n（Ⅱ）=1：1,二氯甲烷为溶剂,室温反应4h,合成了3个N-（2-吡咯甲酰基）-α-氨基酸甲酯（Ⅰ）,摩尔收率为79．5％～95．6％．通过^1H NMR、^13C NMR、IR、MS和元素分析对其进行了表征。     

Meso-四(4-吡啶基)卟啉-环糊精超分子体系的研究

在pH=10.2的NH3-NH4Cl的缓冲溶液中,用紫外-可见和荧光光谱法研究了Meso-四（4-吡啶基）卟啉（TPyP）与α-CD、β-CD、γ-CD、SBE-β-CD、TM-β-CD五种环糊精的相互作用而形成的超分子体系.利用双倒数曲线法计算了TPyP与以上五种环糊精的包结比和包结常数（K）.结果表明TPyP与TM-β-CD形成了1∶2的包结物,而与其它四种环糊精均形成1∶1的包结物.通过对包结常数大小进行比较,从而判断出五种环糊精对TPyP包结能力的大小,其中TM-β-CD表现出最强的包结能力.此外,还探讨了包结机理.     

基于2,5-双(4-吡啶基)-1,3,4-噁二唑配体的钴高氯酸盐超分子配合物的一种新晶型研究(英文)

在丁二酸和三乙胺存在下,高氯酸钴与2,5-双(4-吡啶基)-1,3,4-口恶二唑(4-bpo)反应生成配合物[Co(4-bpo)2(H2O)4](4-bpo)2(ClO4)2(H2O)6(1)的一种新晶型:单斜晶系,P2/n空间群,晶胞参数为a=1.909 2(2)nm,b=0.699 7(8)nm,c=2.271 1(3)nm,β=98.462(2)o,V=3.000 6(6)nm3,Z=2.配位单元中的八面体钴离子处于结晶学反演中心,配位原子分别来自于赤道平面上的4个水分子和2个轴向吡啶氮原子.晶格水分子、4-bpo和高氯酸根位于单核配位阳离子[Co(4-bpo)2(H2O)4]2 的周围,并通过多种O-H…O及O-H…N氢键作用连接形成新颖的主-客体包合结构,其中游离的阴离子处于所形成的二维氢键层内和层间的空隙中.     

三光气合成碳酸二(4-硝基苯基)酯工艺研究

文章对三光气(BTC)与对硝基苯酚(PNP)反应合成碳酸二(4-硝基苯基)酯(BPNPC)的方法进行了改进.考察了催化剂、投料比、温度等因素对产率的影响,并借助熔点、FT-IR对产物的结构进行了表征.结果表明,在碳酸二(4-硝基苯基)酯合成中使用的相转移催化剂四乙基溴化铵对受界面扩散控制的BTC气与对硝基酚钠反应有良好的相转移催化效果;氢氧化钠质量分数较低时,酚钠盐向溶有BTC的油相扩散速度较小,较高时会产生氯甲酸对硝基苯酯;温度较低、BTC量较高时,会产生少量氯甲酸对硝基苯酯,BTC用量较低会使反应不完全,这些都影响着收率.优化后的合成工艺条件为:低毒、可回收的二氯甲烷为溶剂,反应摩尔比n(BTC):n(NaOH):n(PNP)=1.0:1.05:6.4,反应温度25℃,氢氧化钠质量分数17%;在此优化工艺条件的产率为95.2%.     

间硝基苯乙酮双缩硫代对称二氨基脲与Cu(OAc)2、Ni(OAc)2、Co(OAc)2、Mn(OAc)2配合物及其抗癌活性研究

本文合成了间硝基苯乙酮双缩硫代对称二氨基脲（ＨＬ）及其与Ｃｕ（ＯＡｃ）２、Ｎｉ（ＯＡｃ）２、Ｃｏ（ＯＡｃ）２、Ｍｎ（ＯＡｃ）２ 配合物，通过元素分析、红外光谱、紫外光谱、磁化率、摩尔电导等对配体和配合物进行了表征。测试了配体和配合物的抗癌活性。     

手性二噁唑啉和二噁唑啉吡啶的合成

以手性氮基醇为起始原料．经过酰化．氯代和环合反应．合成了两类手性二噁唑啉配体：三齿型的二噁唑啉吡啶(1)和二齿型的二噁唑啉(2)．比较了不同的合成方法，分析鉴定了相关合成中间体．观察到二噁唑啉在硅胶中的分解开环．     

聚富马酸二羟丙酯的合成与表征

以富马酸和环氧丙烷为原料,采用两步法合成了聚富马酸二羟丙酯(PPF),即先合成预聚体双富马酸-2-羟基丙酯(PFP),然后通过酯交换得PPF.采用IR,1HNMR对合成的PPF进行了结构表征,并研究了不同反应温度、反应时间对中间产物PFP产率的影响,结果发现,在90℃反应3.5h后,PFP的产率达到最高值,为7.1%.     

Synthesis of L-cystine bridged bis(p-cyclodextrin) and its cooperative binding toward guest molecules

A novel p-cyclodextrin derivative, L-cystine bridged bis(β-cyclodextrin) 1 has been synthesized and characterized by 1H NMR, 13C NMR, IR, Raman and combustion analyses. Spectrofluorometric titrations have been performed in aqueous phosphate buffer solution (pH=7.20) at 25℃ to give the complex stability constants (Ks) and Gibbs free energy changes (-△G°) for the stoichiometric 1 : 1 inclusion complexation of 1 with four dyes. The binding abilities and molecular selectivities are discussed from the viewpoint of size/shape-fit and electrostatic interactions between hosts and guests. 2D ROESY investigation for the complexation between host and guest further confirms the cooperative binding of bridged cyclodextrin 1 with guest.     

Effect of alkyl substitutions on self-assembly

The self-assemblies of 4-hexadecyloxybenzoic acid and 3,4,5-trihexadecyloxybenzoic acid have been studied by using scanning tunneling microscopy (STM). The well-ordered assemblies with different arrangement have been investigated. The structural change is attributed to the different number of substituted alkyl chains on periphery.     

新型阻燃剂季戊四醇双磷酸二氢酯三聚氰胺盐的合成和性能研究

以氧氯化磷,季戊四醇和三聚氰受为原料合成了新型磷－氮系阻燃剂２,２－羟甲基－３,３－丙二基双到二氢酸二氢酯三聚氰胺盐,经熔点及红外数据初步确认了分子结构,并测定了该化物以对聚丙烯（ＰＰ）的阻燃性能。     

Well-defined bis（phenolate） lanthanide methoxides as efficient initiators for the polymerization of cyclic carbonate and lactide

Lanthanide methoxides supported by carbon-bridged bis(phenolate) ligands 2,2′-methylene-bis(6-tert- butyl-4-methylphenoxo) (MBMP2-) [(MBMP)Ln( μ-OMe)(THF)2]2 (Ln = Nd (1), Yb (2)) were synthesized in high yields by the protolysis reaction using (C5H5)3Ln(THF) as starting materials, and complex 1 was structurally characterized. The coordination geometry around the center metal can be best described as a distorted octahedron. Complexes 1 and 2 were shown to be efficient initiators for the ring-opening polymerization of 2,2-dimethyltrimethylene carbonate (DTC) and L-lactide. The mechanism of DTC polymerization was explored by the end group analysis of the oligomer.     

双吲哚硫醚衍生物的新合成方法

由氮气保护,将乙基乙烯基亚砜和叔丁基乙烯基亚砜在三氟乙酸酐的活化作用下分别与吲哚、N-甲基吲哚、2-甲基吲哚反应合成相应的双吲哚硫醚衍生物。考察了体系中有无2-氯吡啶、原料的投料比、反应温度、反应时间等因素对目标产物产率的影响,得出的优化条件为：体系中加入2-氯吡啶,n（乙基乙烯基亚砜）：n（2-氯吡啶）：n（吲哚）=1：2：3,反应温度-78℃~室温,反应时间50 h。在该优化条件下,双吲哚硫醚衍生物产率可达41%。     

C_（16）Mn、C_（16）Cu配合物的热行为

合成了四氯合锰（Ⅱ）酸正十六烷铵和四氯合铜（Ⅱ）酸正十六烷铵两种物质，进行了元素分析，并用ＤＳＣ、ＩＲ对它们进行了研究，发现存在一个固─固相交，且有较高的的焓变值和熵变值（△Ｈ＝５～６０ＫＪ／ｍｏｌ，△ｓ＝１５～１８０Ｊ／ｍｏｌ．ｋ），在较高的温度下具有化学稳定性．因此，四氯合锰（Ⅱ）、四氯合铜（Ⅱ）酸正十六烷铵可作为贮热物质。