论文摘要
超分子化学是近年发展起的一门新兴交叉学科，引起国内外研究学者的广泛兴趣。而冠醚化合物在超分子组装、分离、分析、生物、医学以及功能材料等方面具有广泛的应用。尤其是基于二芳基冠醚的轮烷及其分子机器的研究十分活跃。本论文首先对二芳基冠醚的合成方法进行了研究，在检索和总结文献的基础上，发展了一种有效的一步合成法——“准高稀释—模板法”，即以二酚（或二萘）与（三或四）甘醇二磺酸酯为原料、Cs2CO3与CsF为碱、Bu4NI为相转移催化剂、DMF为溶剂，在100℃下，分批滴加（0.8ml／次／h），一步[2+2]关环。成功合成了对称二芳基冠醚10个（BPP34C10、BMP32C10、DB30C10、BPP28C8、BMP26C8、DB24C8、BBP42C10、BDN38C10、BDN32C10、BCMP26C8），产率最高为50％、最低为18％，与文献报道的对比，产率提高了3—5倍。同时，将“准高稀释—模板法”运用于不对称二芳基冠醚的成环反应中，合成了不对称冠醚4个（CMPMP32C10、CMPMP26C8、CMPOP31C10、CMPOP25C8），关环产率为33％-54％。“准高稀释—模板法”具有操作简单、合成路线短、总收率高等优点。无论是从原子经济学还是从绿色化学考虑，都是一种值得推广的方法，对进一步研究二芳基冠醚及其应用有很好的参考价值。在已合成一系列二芳基冠醚的基础上，我们进行了基于二芳基冠醚的轮烷的合成及其固相组装的研究。由于轮烷在开发新型功能材料上具有很大的潜在应用价值，因此，对轮烷的合成方法及其分子机器组装方法的研究具有非常重要的意义。本论文运用异腈酸酯与带有吡啶单元的二醇及二芳基冠醚（BPP34C10）组装，在溶液中分别合成了[2]轮烷（38）、[2]轮烷分子梭（39）和[3]轮烷（40），收率分别是50％、40％、32％。初步探索了异腈酸酯法在不同的固相条件下组装[2]轮烷（38）。虽然二醇在固相下的转率不高，但转化成轮烷的效率明显比在溶液中的好：产率分别为88.6％（在80℃下反应）、91.7％（在常温下反应）、7％（研磨）。本论文发展了一种有效的“准高稀释—模板法”一步合成二苯并—34—冠—10及其同类物，并成功应用于不对称冠醚的关环反应中。初步尝试了用异腈酸酯法分别在溶液和固相中组装轮烷。