功能性分子的LB膜及有机凝胶研究

论文摘要

手性超分子作为一种具有手性性质的特殊超分子,在生命科学,药物科学,以及材料科学方面都具有潜在的应用。LB技术和有机凝胶分别是在二维界面和三维体相中构建超分子手性的重要手段。本文合成了一系列的带有疏水长链和亲水取代基的金属卟啉分子（CuTPPA3,CuTPPA3-A,ZnTPPA3,CuTPPAl,ZnTPPAl）,阐述了中心金属离子在聚集体上的作用以及LS膜的超分子手性。研究的所有卟啉分子在水面上都表现出良好的铺展性并且都能被转移到固体基板上。被转移的薄膜用各种方法进行了表征,包括紫外-可见光谱,圆二色光谱,傅立叶红外光谱,原子力显微镜以及扫描电子显微镜。结果表明,铜卟啉CuTPPA3在膜上形成了J-聚集体和H-聚集体。另外,这种膜表现出很强的CD信号。铜卟啉的酯基水解为羧基,则导致其LS膜的超分子手性下降。与之相对的,虽然相应的空位卟啉能聚集成手性聚集体,锌卟啉的CD信号微乎其微。为了解释超分子手性与分子结构的关系,本论文提出了一种的机制。除了在二维空气/水界面研究了功能性分子结构和构筑超分子手性的关系,以及由非手性分子构筑手性超分子外,本文还以三维体相即有机凝胶为基础研究了所掺杂小分子的结构与诱导手性的关系,即由手性分子诱导非手性分子构筑手性超分子及手性放大。研究了在有机胶凝剂中掺杂的席夫碱化合物。实验发现,虽然席夫碱本身不能形成凝胶,当其与一种胶凝剂N,N’-双十八烷基-L-Boc-谷氨酸混合时,它们在二甲基亚砜或甲苯中形成透明的有机凝胶。与相应的溶液相比,观察到在有机凝胶中荧光增强。而且,在二甲基亚砜的有机凝胶中,在带有长烷基链的席夫碱中观察到诱导手性。表明通过凝胶的形成,胶凝剂的手性能传递到带有长链的席夫碱上。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 有序超分子组装体概述
• 1.1.1 超分子和超分子化学
• 1.1.2 有序超分子组装体
• 1.2 超分子手性的形成
• 1.2.1 超分子手性简介
• 1.2.2 超分子手性的三种组装方式
• 1.2.3 常见作用力
• 1.3 LB膜技术
• 1.3.1 LB膜、LB膜技术及其应用
• 1.3.2 LB膜技术的手性超分子组装研究进展
• 1.4 有机凝胶
• 1.4.1 有机凝胶简介
• 1.4.2 有机凝胶中的超分子组装研究进展
• 1.5 选题内容及意义
• 第2章 金属卟啉分子的合成
• 2.1 试剂与仪器
• 2.1.1 实验药品及试剂
• 2.1.2 实验设备及仪器
• 2.2 TPPA3及其三种金属衍生物的合成
• 2.2.1 TPPA3卟啉化合物的合成
• 2.2.2 ZnTPPA3的合成及表征
• 2.2.3 CuTPPA3的合成及表征
• 2.2.4 CuTPPA3-A的合成及表征
• 2.3 TPPA1及其两种金属衍生物的合成
• 2.3.1 TPPA1卟啉化合物的合成
• 2.3.2 ZnTPPA1卟啉化合物的合成及表征
• 2.3.3 CuTPPA1卟啉化合物的合成及表征
• 2.4 本章小结
• 第3章 金属卟啉分子LB膜的超分子手性研究
• 3.1 试剂与仪器
• 3.1.1 实验药品及试剂
• 3.1.2 实验设备及仪器
• 3.2 LB膜的制备
• 3.2.1 基片的选择及处理
• 3.2.2 制备LB膜的过程
• 3.3 LB膜表征与结果讨论
• 3.3.1 金属卟啉分子在纯水亚相上的铺展行为
• 3.3.2 金属卟啉分子在LB膜上的聚集行为
• 3.3.3 非手性的金属卟啉分子的超分子手性研究
• 3.3.4 形成超分子手性的LS膜的FT-IR光谱
• 3.3.5 形成超分子手性的LS膜的聚集体形貌
• 3.3.6 形成超分子手性的可能机制
• 3.4 本章小结
• 第4章 席夫碱分子/有机凝胶二元体系研究
• 4.1 试剂与仪器
• 4.1.1 实验试剂
• 4.1.2 实验设备及仪器
• 4.2 胶凝剂分子和若干功能型小分子席夫碱的合成
• 4.2.1 胶凝剂分子的合成及表征
• 4.2.2 若干功能型小分子席夫碱的合成及表征
• 4.3 有机凝胶的制备
• 4.4 席夫碱/有机凝胶二元体系实验结果及讨论
• 4.4.1 有机凝胶的形貌表征
• 4.4.2 有机凝胶的紫外-可见吸收光谱和荧光光谱表征
• 4.4.3 有机凝胶的圆二色光谱表征
• 4.4.4 胶凝剂的量对超分子手性和荧光强度的影响
• 4.4.5 形成超分子手性和荧光增强的可能机制
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢