納米分子反應器的設計、合成及性質研究.pdf

1、通過人工合成的分子反應器來模擬生命體中細胞空腔以及酶催化功能，是超分子化學的一個重要研究內容。人工合成的分子反應器，通過疏水的空腔環(huán)境，以及內部的N、P、S等原子作為活性位點，可以結合客體分子進行分子識別，或通過結合銅離子、鋅離子等常見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，但卻很少用于分子反應器的研究。同時還存在著尺寸不夠大，對酸堿、氧化還原或熱

2、的穩(wěn)定性不夠高等缺陷，限制了在合成化學中的應用，合成穩(wěn)定的大尺寸納米分子反應器，并且探索其在催化、識別等方面的應用和機理，是目前研究的關鍵。 本文從杯芳烴、α-環(huán)糊精等超分子化學中常見的主體分子出發(fā)，合成了新型的分子反應器，并且進行了一些性質方面的研究，主要工作分為以下兩個方面： 1.以對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-(對甲苯磺酰酯甲基)-2吡啶甲基]胺進行1+1環(huán)化反應，

3、得到C3V對稱的配體L1，通過電噴霧質譜、1H NMR和13C NMR譜確認了該杯芳烴衍生物的結構。將L1和[Cu(CH3CN)4](ClO4)、Cu(ClO4)2?6H2O和Zn(ClO4)2?6H2O反應，得到L1和Cu(Ⅰ)、Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)離子配位后的金屬配合物，并用電噴霧質譜分別進行了結構表征，運用軟件模擬質譜中主峰的同位素分布，發(fā)現(xiàn)模擬值和實驗實測數(shù)據(jù)吻合得很好，進一步證明了配合物的結構。同時對L1進行了性質研究，發(fā)現(xiàn)

4、該配體能夠對正丙胺、異丙胺、正丁胺等有機胺分子進行分子識別，而通過控制溶液pH值，這些胺分子能夠可逆地進出該配體的空腔。 2.從α-環(huán)糊精和2-巰基吡啶出發(fā)，通過選擇性修飾上緣羥基，得到了新型的C3v對稱的功能化α-環(huán)糊精衍生物L2，并且通過電噴霧質譜、1H NMR、dept-135° 13C NMR，dept-90°2D COSY和2D HSQC等方法對其結構進行了表征，運用軟件模擬的質譜中主峰的同位素分布，和實驗實測數(shù)據(jù)吻合