幾種環(huán)糊精和杯芳烴衍生物的合成及其組裝體的功能研究.pdf

1、超分子化學(xué)是近年來的研究熱點(diǎn)，其中環(huán)糊精和杯芳烴作為第二、三代主體化合物廣泛的應(yīng)用在分子識別和組裝過程中。本文合成了苝酰亞胺橋聯(lián)全甲基化-β-環(huán)糊精衍生物、萘酰亞胺和苯酰亞胺橋聯(lián)全甲基化-β-環(huán)糊精衍生物以及杯芳烴的衍生物，研究了其在自組裝、客體識別和光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移方面的應(yīng)用。
　　 其內(nèi)容主要分為以下部分：
　　 1.簡要介紹了基于環(huán)糊精構(gòu)筑的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移體系的最新進(jìn)展，酰亞胺類衍生物與卟啉類構(gòu)筑的電子轉(zhuǎn)移體系，苝酰

2、亞胺的白組裝行為以及杯芳烴在熒光傳感方面的應(yīng)用。
　　 2.合成了一系列新型的環(huán)糊精和杯芳烴衍生物，其中包括兩個苝酰亞胺橋聯(lián)全甲基化-β-環(huán)糊精衍生物，兩個萘酰亞胺和苯酰亞胺橋聯(lián)全甲基化-β-環(huán)糊精衍生物，二茂鐵和氨甲基芘修飾的全甲基化-β-環(huán)糊精衍生物，以及2個杯[4]芳烴橋聯(lián)全甲基化-β-環(huán)糊精衍生物和5個杯芳烴衍生物?；衔锏慕Y(jié)構(gòu)經(jīng)核磁、質(zhì)譜、紅外和元素分析鑒定。
　　 3.通過π……π堆積作用構(gòu)筑了基于苝酰亞胺橋

3、聯(lián)全甲基化-β-環(huán)糊精衍生物(CD－1)的一維納米超分子組裝體。紫外光譜、熒光光譜和1H NMR研究了CD－1在不同溶劑中的π……π堆積行為，表明CD－1在水溶液中有較強(qiáng)的堆積能力。濃度相關(guān)和溫度相關(guān)的紫外光譜研究了CD－1的自組裝過程，濃度增加有利于組裝體的形成，溫度升高使之解聚。TEM和SEM研究表明組裝體形成規(guī)則有序的一維納米棒狀結(jié)構(gòu)，在偏光顯微鏡下表現(xiàn)了一定的光學(xué)性質(zhì)，熒光顯微鏡下顯示紅色的固態(tài)熒光，X－射線粉末衍射得到了相鄰花

4、酰亞胺之間的π……π距離為4.02 A。進(jìn)而將CD－1負(fù)載到聚偏氟乙烯膜上研究了對有機(jī)揮發(fā)性氣體的固態(tài)熒光傳感，在低濃度下表現(xiàn)了對胺類的高靈敏度的識別作用。
　　 4.通過紫外光譜、熒光光譜和1H NMR研究了苝酰亞胺橋聯(lián)全甲基化－乙二胺-β-環(huán)糊精衍生物(CD-2)在不同溶劑中的π……π堆積行為，表明CD－2在水溶液中有較強(qiáng)的堆積能力。濃度相關(guān)和溫度相關(guān)紫外光譜分別研究了CD-2質(zhì)子化前后的堆積能力，表明質(zhì)子化前CD-2具有較

5、強(qiáng)的π……π堆積能力。熒光光譜研究了CD-2質(zhì)子化前后的熒光性質(zhì)，表明質(zhì)子化后CD-2由于分子內(nèi)電子轉(zhuǎn)移阻斷和弱的堆積能力而顯示了強(qiáng)的熒光。進(jìn)而，我們研究了CD-2對水溶性芳香類客體分子的識別作用，利用客體分子與苝酰亞胺之間的電子相互作用以及環(huán)糊精對客體分子的包結(jié)作用引起的苝酰亞胺聚集行為的改變，實(shí)現(xiàn)了對2－蒽酸鈉和芘丁酸鈉的選擇性傳感。
　　 5.通過萘酰亞胺和苯酰亞胺橋聯(lián)全甲基化-β-環(huán)糊精衍生物(CD-3和CD-4)與水溶

6、性卟啉和鋅卟啉構(gòu)筑了超分子線狀組裝體。用紫外光譜研究了CD-3和CD-4與水溶性卟啉和鋅卟啉的絡(luò)合過程，主客體分子之間形成穩(wěn)定的n：n型的絡(luò)合物。AFM和TEM研究表明主客體分子間形成了規(guī)則有序的超分子納米線狀組裝體，并且通過凝膠滲透色譜測定得到了超分子組裝體的平均分子量。進(jìn)而通過熒光光譜和熒光壽命研究了組裝體中的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移過程，CD-3與水溶性卟啉和鋅卟啉間存在明顯的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移過程，而CD-4與水溶性卟啉和鋅卟啉之間不能發(fā)生。

7、通過電化學(xué)分析、重組能計(jì)算和圓二色光譜分析了CD-4與卟啉間不能發(fā)生電子轉(zhuǎn)移的可能的原因。
　　 6.通過紫外光譜和熒光光譜研究了CD－1與鋅卟啉的絡(luò)合過程。當(dāng)激發(fā)卟啉時絡(luò)合物中存在電子轉(zhuǎn)移過程，而激發(fā)苝酰亞胺時則是能量轉(zhuǎn)移過程，實(shí)現(xiàn)了波長依賴的電子轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)移的可調(diào)控的過程，并且通過紫外光譜和圓二色光譜研究了主客體分子間不同尋常的不同熒光基團(tuán)之間存在的強(qiáng)的激子耦合現(xiàn)象。
　　 7.通過熒光光譜研究了上沿兩個氨甲基芘基