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

1、通過人工合成的分子反應(yīng)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(xué)的一個重要研究內(nèi)容。人工合成的分子反應(yīng)器，通過疏水的空腔環(huán)境，以及內(nèi)部的N、P、S等原子作為活性位點，可以結(jié)合客體分子進行分子識別，或通過結(jié)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(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，但卻很少用于分子反應(yīng)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(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、識別等方面的應(yīng)用和機理，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)中常見的主體分子出發(fā)，合成了新型的分子反應(yīng)器，并且進行了一些性質(zhì)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(yīng)，

3、得到C3V對稱的配體L1，通過電噴霧質(zhì)譜、1H NMR和13C NMR譜確認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)譜分別進行了結(jié)構(gòu)表征，運用軟件模擬質(zhì)譜中主峰的同位素分布，發(fā)現(xiàn)模擬值和實驗實測數(shù)據(jù)吻合得很好，進一步證明了配合物的結(jié)構(gòu)。同時對L1進行了性質(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(zhì)譜、1H NMR、dept-135° 13C NMR，dept-90°2D COSY和2D HSQC等方法對其結(jié)構(gòu)進行了表征，運用軟件模擬的質(zhì)譜中主峰的同位素分布，和實驗實測數(shù)據(jù)吻合