納米分子反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、合成及性質(zhì)研究.pdf

1、通過(guò)人工合成的分子反應(yīng)器來(lái)模擬生命體中細(xì)胞空腔以及酶催化功能，是超分子化學(xué)的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容。人工合成的分子反應(yīng)器，通過(guò)疏水的空腔環(huán)境，以及內(nèi)部的N、P、S等原子作為活性位點(diǎn)，可以結(jié)合客體分子進(jìn)行分子識(shí)別，或通過(guò)結(jié)合銅離子、鋅離子等常見(jiàn)的金屬離子引入底物分子，形成含金屬離子的模擬酶催化體系，有非常廣泛的應(yīng)用。目前雖然許多杯狀分子和自組裝的金屬納米容器體系合成出來(lái)，但卻很少用于分子反應(yīng)器的研究。同時(shí)還存在著尺寸不夠大，對(duì)酸堿、氧化還原或熱

2、的穩(wěn)定性不夠高等缺陷，限制了在合成化學(xué)中的應(yīng)用，合成穩(wěn)定的大尺寸納米分子反應(yīng)器，并且探索其在催化、識(shí)別等方面的應(yīng)用和機(jī)理，是目前研究的關(guān)鍵。 本文從杯芳烴、α-環(huán)糊精等超分子化學(xué)中常見(jiàn)的主體分子出發(fā)，合成了新型的分子反應(yīng)器，并且進(jìn)行了一些性質(zhì)方面的研究，主要工作分為以下兩個(gè)方面： 1.以對(duì)叔丁基苯酚為原料合成出選擇性修飾的去叔丁基杯芳烴，與三角架穴狀配體——三[6-(對(duì)甲苯磺酰酯甲基)-2吡啶甲基]胺進(jìn)行1+1環(huán)化反應(yīng)，

3、得到C3V對(duì)稱(chēng)的配體L1，通過(guò)電噴霧質(zhì)譜、1H NMR和13C NMR譜確認(rèn)了該杯芳烴衍生物的結(jié)構(gòu)。將L1和[Cu(CH3CN)4](ClO4)、Cu(ClO4)2?6H2O和Zn(ClO4)2?6H2O反應(yīng)，得到L1和Cu(Ⅰ)、Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)離子配位后的金屬配合物，并用電噴霧質(zhì)譜分別進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，運(yùn)用軟件模擬質(zhì)譜中主峰的同位素分布，發(fā)現(xiàn)模擬值和實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)吻合得很好，進(jìn)一步證明了配合物的結(jié)構(gòu)。同時(shí)對(duì)L1進(jìn)行了性質(zhì)研究，發(fā)現(xiàn)

4、該配體能夠?qū)φ?、異丙胺、正丁胺等有機(jī)胺分子進(jìn)行分子識(shí)別，而通過(guò)控制溶液pH值，這些胺分子能夠可逆地進(jìn)出該配體的空腔。 2.從α-環(huán)糊精和2-巰基吡啶出發(fā)，通過(guò)選擇性修飾上緣羥基，得到了新型的C3v對(duì)稱(chēng)的功能化α-環(huán)糊精衍生物L(fēng)2，并且通過(guò)電噴霧質(zhì)譜、1H NMR、dept-135° 13C NMR，dept-90°2D COSY和2D HSQC等方法對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，運(yùn)用軟件模擬的質(zhì)譜中主峰的同位素分布，和實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)吻合