磺化杯[4]芳烃与β-环糊精衍生物的超分子自组装

论文摘要

分子自组装是超分子化学研究的重要内容之一。环糊精和杯芳烃作为两种重要的超分子主体,在分子识别和自组装等研究方面取得了许多重要的进展。本论文设计了一个新型的水溶性超分子聚合物,它由一个与偶氮苯基团连接的杯[4]芳烃磺酸钠衍生物以及与紫精基团相连的β-环糊精衍生物这两个组分构成。在水溶液中,由于静电引力作用,杯[4]芳烃磺酸钠衍生物会和紫精基团一端带正电荷的氮原子紧密结合,而β-环糊精衍生物的疏水空腔则会包结偶氮苯分子。在这两种作用的共同影响下,化学计量比为1:1的杯[4]芳烃磺酸钠衍生物和β-环糊精衍生物在水相中会发生分子自组装,生成线形的长链分子。当用紫外光照射后,偶氮苯基团会发生异构,与β-环糊精衍生物的包结常数大大降低,因此会从空腔中部分脱离,从而使长链状的分子断开。从整体上看,这是一个可用光调控的超分子自组装体系；而从断开后形成的单体上来看,它又是一个类轮烷的分子机器,β-环糊精的大环起到了阻挡基团的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 分子机器的研究进展
• 1.1 分子机器的定义
• 1.2 分子机器的类型
• 1.2.1 轮烷（Rotaxane）型分子机器
• 1.2.2 类轮烷（Pseudorotaxane）型分子机器
• 1.2.3 索烃（Catenane）类分子机器
• 1.2.4 其它类型的分子机器
• 1.3 分子机器的驱动能量
• 1.3.1 化学能
• 1.3.2 电化学能
• 1.3.3 光化学能
• 1.3.4 其它驱动方法
• 1.4 分子机器位置状态的识别
• 1.4.1 紫外-可见吸收光谱法
• 1.4.2 核磁共振法
• 1.4.3 循环伏安法
• 1.4.4 圆二色谱法
• 1.4.5 荧光光谱法
• 1.5 分子机器的应用
• 第2章 新型杯芳烃与环糊精分子自组装体系的合成及性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验仪器
• 2.2.2 试剂
• 2.2.3 合成步骤
• 2.3 结果讨论
• 2.3.1 磺化杯[4]芳烃（SC4）与β-CD衍生物3（β-CD-MV）的包结作用
• 2.3.2 β-CD的衍生物3（β-CD-MV）与偶氮苯11’（AYR）的包结作用
• 2.3.3 磺化杯[4]芳烃（SC4）、β-CD衍生物3（β-CD-MV）和偶氮苯11’（AYR）形成的包结物的核磁测试
• 2.4 本章小结
• 第3章 杯[6]芳烃衍生物以及线性分子轴的合成
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验仪器
• 3.2.2 试剂
• 3.2.3 合成步骤
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 对叔丁基杯[n]芳烃的合成（n=4,6,8）
• 3.3.2 对叔丁基杯[6]芳烃下沿酚羟基的甲基化反应
• 3.3.3 对叔丁基杯芳烃的硝化方法
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录