超分子化學(xué)

1、摘要:超分子化學(xué)是化學(xué)的一個(gè)嶄新的分支學(xué)科.綜述了超分子化學(xué)的發(fā)展歷程、超分子的化學(xué)分類、超分子化合物的合成以及應(yīng)用等問題.關(guān)鍵詞:超分子化合物主體客體識(shí)別作用配位“超分子”一詞早在20世紀(jì)30年代已經(jīng)出現(xiàn)但在科學(xué)界受到重視卻是50年之后了.代寫畢業(yè)論文超分子化學(xué)可定義為“超出分子的化學(xué)”是關(guān)于若干化學(xué)物種通過分子間相互作用結(jié)合在一起所構(gòu)成的具有較高復(fù)雜性和一定組織性的整體的化學(xué).在這個(gè)整體中各組分還保持某些固有的物理和化學(xué)性質(zhì)同時(shí)又因

2、彼此間的相互影響或擾動(dòng)而表現(xiàn)出某些整體功能[1].超分子體系的微觀單元是由若干乃至許許多多個(gè)不同化合物的分子或離子或其他可單獨(dú)存在的具有一定化學(xué)性質(zhì)的微粒聚集而成.聚集數(shù)可以確定或不確定這與一分子中原子個(gè)數(shù)嚴(yán)格確定具有本質(zhì)區(qū)別把多個(gè)組分的基本微觀單元聚集成“超分子”的凝聚力是一些(相對(duì)于共價(jià)鍵)較弱的作用力.如范氏力(含氫鍵)、親水或憎水作用等[2].1超分子化合物的分類1.1雜多酸類超分子化合物雜多酸是一類金屬一氧簇合物一般呈籠型結(jié)構(gòu)

3、是一類優(yōu)良的受體分子它可以與無機(jī)分子、離子等底物結(jié)合形成超分子化合物.作為一類新型電、磁、非線性光學(xué)材料極具開發(fā)價(jià)值[3]有關(guān)新型keggin和dawson型結(jié)構(gòu)的多酸超分子化合物的合成及功能開發(fā)日益受到研究者的關(guān)注.杜丹等[45]合成了dawson型磷鉬雜多酸對(duì)苯二酚超分子膜及吡啶dawson型磷鉬多酸超分子膜修飾電極發(fā)現(xiàn)該膜電極對(duì)抗壞血酸的催化峰電流與其濃度在0.35～0.50moll范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系.靳素榮等[6]合成了9鎢

4、磷酸結(jié)晶紫超分子化合物并對(duì)其光致變色性質(zhì)進(jìn)行了探究即合成化合物具有光敏性漫反射日光即可使其變藍(lán).王升富等[7]合成了磷鉬雜多酸l半胱氨酸自組裝超分子膜電極發(fā)現(xiàn)該膜電極對(duì)酸性溶液中的no2有明顯的電催化還原作用.畢麗華等[8]合成了多酸超分子化合物首次發(fā)現(xiàn)了雜多酸超分子化合物溶于適當(dāng)有機(jī)溶劑中可表現(xiàn)出近晶相液晶行為.劉術(shù)俠等[9]以dawson型砷鉬酸、金剛烷胺為原料合成了超分子化合物(c10h18n)6as2mo18o626ch3cn8

5、h2o該化合物具有可逆的光致變色特性并提出了一個(gè)可能變色機(jī)理.1.2多胺類超分子化合物由于二氧四胺體系可有效地穩(wěn)定如cu(ⅱ)和ni(ⅱ)等過渡金屬離子的高價(jià)氧化態(tài)若二氧四胺與熒光基團(tuán)相連則光敏物質(zhì)熒光的猝滅或增強(qiáng)就與相連的二氧四胺配合物與光敏物質(zhì)間是否發(fā)生電子轉(zhuǎn)移密切相關(guān)即通過金屬離子可以調(diào)節(jié)熒光的猝滅或開啟起到光開關(guān)的作用.蘇循成等[10]合成了8羥基喹啉取代的二氧四胺大環(huán)配體其中含有2個(gè)獨(dú)立的螯合基團(tuán)在適當(dāng)情況下能分別與金屬離子配

6、位.構(gòu)筑了一種直徑約為5μm的超分子納米管.變溫傅里葉紅外光譜研究表明在納米管的形成過程中氫鍵、ππ相互作用和范德華力等非共價(jià)鍵相互作用導(dǎo)致了超分子納米管的形成.reinhoudt等報(bào)道了最多具有47個(gè)鈀配合物的有機(jī)金屬樹狀分子準(zhǔn)彈性光散射實(shí)驗(yàn)(qels)、原子力顯微鏡(afm)和透射電鏡(tem)表明聚集體為直徑200nm的圓球puddephatt合成了直到第4代的樹狀鉑配合物(28個(gè)配位中心).2.2模板合成1992年mobil公司

7、的科研人員首次利用陽離子型表面活性劑的超分子液晶模板合成了有介孔結(jié)構(gòu)的氧化硅和鋁硅酸鹽其中最具有代表性的是有六方排列介孔孔道的mcm41[20].以環(huán)糊精(αcdβcdγcd)作為環(huán)的輪烷的合成及性能研究尤其引人注目.環(huán)糊精邊緣是親水的內(nèi)腔是疏水的環(huán)糊精作為主體與疏水客體分子自我識(shí)別可形成輪烷.劉育[21]在以環(huán)糊精為受體的分子識(shí)別和組裝方面做了深入的研究.isnin等成功地合成了不對(duì)稱的輪烷.分子一端為二甲基(二茂鐵甲基)銨鹽另一端為

8、萘2磺酸鹽.stoddart等用聚乙烯醇與αcd作用端基為24二硝基苯時(shí)得到了含有20～23個(gè)αcd的珍珠項(xiàng)鏈型輪烷.stoddart等在室溫下合成一系列的索烴.在室溫下以二苯34冠10(bpp34ci0)作為模板得到了索烴收率高達(dá)70%[22].2.3其他方法最近趙樸素等運(yùn)用密度泛涵b3lyp方法在631g水平上設(shè)計(jì)優(yōu)化了丁二酮肟與苯甲酸通過四重氫鍵構(gòu)筑的異三體超分子代寫職稱論文顯示形成三聚體的反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)合成出相關(guān)異三聚體[2

9、3].趙士龍等[24]在水熱條件下合成了新型超分子化合物(bipyh2)2(h2p2mo5o23).h2o研究表明雜多陰離子與質(zhì)子化的44′bipy和水分子通過氫鍵連成無限二維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形成超分子化合物.欒國(guó)有等[25]利用中溫水熱方法合成了化合物(h3nch2ch2nh3)2[(hpo4)2mo5o15]并確定其構(gòu)型為5個(gè)moo6八面體通過共邊和共角連接形成1個(gè)五元環(huán)其環(huán)平面的上下兩側(cè)各有一組hpo4四面體通過共用3個(gè)o原子與mo—o簇

10、鍵合并且[h2p2mo5o23]4與h3nch2ch2nh3通過強(qiáng)的氫鍵作用形成一種新型的有機(jī)無機(jī)超分子雜化材料.3超分子化合物的應(yīng)用3.1在光化學(xué)上的應(yīng)用lehn等設(shè)計(jì)了專門用于光釋放堿金屬離子的穴醚他們利用2硝基芐基醚充當(dāng)一個(gè)大環(huán)的橋鍵紫外光照可使此鍵斷裂形成單環(huán)化合物后者對(duì)堿金屬離子的絡(luò)合能力大大下降.張海容等[26]發(fā)現(xiàn)在微量環(huán)已烷存在下bcd可誘導(dǎo)bns發(fā)射強(qiáng)的rtp.尹偉等[27]用eu2與鄰菲咯啉(phen)、2噻吩甲酰三

11、氟丙酮(tta)和聯(lián)吡啶(dpy)形成的四元、三元和二元系列配合物與上述2種分子篩組裝成新的系列超分子納米發(fā)光材料并對(duì)它們的發(fā)光性能進(jìn)行了比較.陳彰評(píng)[28]合成了卟啉冠醚44二甲基聯(lián)吡啶超分子模型化合物.研究發(fā)現(xiàn)44二甲基聯(lián)吡啶能很好地配合到卟啉與冠醚形成的空穴中去在光照條件下生成的卟啉激發(fā)態(tài)分子能很好地進(jìn)行電子轉(zhuǎn)移形成了一個(gè)很好的光開關(guān)模型.3.2在壓電化學(xué)傳感器的應(yīng)用超分子化學(xué)的主客體適應(yīng)原理在壓電化學(xué)傳感器中得到廣泛的應(yīng)用.超分