与外壁作用相关的瓜环基超分子化学

自从2014年提出瓜环外壁作用的概念以来,促进了“瓜环外壁作用”相关的瓜环化学发展。瓜环外壁作用源于静电势呈正性的外壁与各种静电势呈负性的物种、阴离子以及含芳环有机分子等的相互作用,因而涉及多学科多领域。如外壁作用可驱动瓜环基超分子框架的构筑,根据作用方式的不同,包括:1)自身诱导外壁作用;2)阴离子诱导外壁作用;3)芳环诱导外壁作用等多种构筑方式,而所构筑的瓜环基超分子框架可能涉及到(杂)多酸化学、杯芳烃或柱芳烃化学等,同样也具有框架多孔材料特有的多相催化、吸附和离子交换等特性。设计和构建具有结构新颖和性质特异的瓜环基超分子框架,不仅能进一步扩展框架化学的研究内容,还能开辟新的研究方向。作为最重要的驱动力——自身诱导外壁作用能促使瓜环产生光致聚集发光,这是所有瓜环固有属性。瓜环在固体状态和溶液状态下呈现光致发光特性,而另外2种外壁作用——阴离子诱导和芳环诱导外壁作用则能削弱或改变瓜环聚集状态光致发光特性。这些外壁作用导致的瓜环聚集状态光致发光特性的差异恰好可用于不同阴离子或有机分子的响应,具有重要的基础研究价值和广泛的潜在应用前景。再者,瓜环的自身诱导外壁作用致使瓜环分子具有相互聚集的特性,加之瓜环端口羰基氧的亲水固有属性,因此瓜环还具有形成水凝胶的倾向,可能被应用于生物学、医学、保健等诸多领域。若结合瓜环的光致聚集发光特性,瓜环可形成光致发光的水凝胶。

八元瓜环-司帕沙星超分子体系的电化学研究

利用电化学方法考察了八元瓜环与司帕沙星的相互作用,测试反应的最佳条件及司帕沙星与八元瓜环体系的分析检测性能。研究表明,在司帕沙星溶液中加入八元瓜环,其还原峰电流显著降低,支持电解质为0.2 mol/L KH2PO4-Na2HPO4（pH6.80）,富集时间90 s,扫描速率200 mV/s.用等摩尔连续变化法测定出八元瓜环与司帕沙星的包结比为2∶1,稳定常数为2.28×10^11（L2.mol-2）.在所选择的实验条件下,体系在司帕沙星浓度为1.0×10-6~8.0×10-6mol/L范围内,峰电流与其浓度具有较好的线性关系。实际样品测量的回收率为98.7%-100.3%.

浅谈5S管理在高校化学科研实验室中的应用

高校化学科研实验室具有科研任务繁重、危险化学品的种类数量繁多、危险设备设施与大型精密贵重仪器多,探索性实验中涉及到许多危险化学反应等特点,指出目前高校化学科研实验室中存在的问题。借鉴源自日本的5S管理理念,结合实验室的现状及特点,将5S管理应用于高校化学科研实验室日常管理中,有利于营造舒适、安全、洁净的工作环境,提升实验室管理水平。

有机化学实验设计:3-乙氧基-4-癸氧基乙酰苯胺的制备

有机化学实验是高等院校化学、化工等专业中重要课程,主要是通过实验让学生更好的理解并掌握有机化学专业知识,提高学生学习的兴趣和及其操作技能,将理论知识运用于解决实际。本文通过邻苯二酚的烷基化、硝化、亲核取代、硝基还原等反应设计了3-乙氧基-4-癸氧基乙酰苯胺的制备实验,实验过程主要涉及薄层层析法、减压过滤、蒸馏、重结晶等基础有机化学实验操作技能,不仅可以加深学生专业知识和反应机理的理解,还能增强学生的科研能力,实验内容可以作为有机化学方向的创新实验开设。

基于七元瓜环与蒽衍生物超分子自组装研究

蒽在众多生色官能团中,具有发光效率高、发光能力强、热稳定性好等特点。在这项工作中,蒽类衍生物(E)-4-(anthracen-2-ylamino)-4-oxobut-2-enoic acid(2-AHD)被设计并合成,并采用核磁共振波谱法、紫外可见吸收光谱法和荧光光谱法考察了2-AHD与七元瓜环(Q[7])的主客体相互作用模式,研究结果表明Q[7]能够部分包结2-AHD客体分子,包结比为1∶1,结合常数为7.70×10^(5) M^(-1)。

光谱法研究硫鸟嘌呤与七元瓜环及牛血清白蛋白的超分子相互作用

利用紫外-可见吸收光谱法和荧光光谱法研究了抗癌药物硫鸟嘌呤(6-TG)与七元瓜环(Q[7])及牛血清白蛋白(BSA)的相互作用.结果表明,6-TG与Q[7]及BSA可形成三元复合物,且6-TG与Q[7]及BSA均可形成1∶1的超分子配合物,6-TG能引起BSA的荧光猝灭,猝灭机制为静态猝灭.此外,还用同步荧光法和三维荧光法考察了6-TG对BSA构象的影响,结果表明6-TG的加入使BSA的构象发生了变化,而同步荧光光谱结果表明结合位点更接近于色氨酸.

瓜环类超分子药物载体的研究进展

瓜环具有"内疏水、外亲水"的特殊分子结构,可与多种有机物发生主-客体相互作用而形成自组装分子胶囊或超分子实体,使其在环境、医药、化学分离和材料改性等方面具有广泛的应用前景.本文结合本组工作,并参考国内外文献,综述了瓜环在药物载体及药物传输方面的研究进展,并对瓜环在药物领域的发展进行了展望.

八元瓜环与抗癌药物甲氨蝶呤的超分子相互作用

利用紫外吸收光谱法考察了八元瓜环(Q[8])与抗癌药物甲氨蝶呤(MTX)的相互作用;同时研究了甲氨蝶呤的不同质子化形式及体系温度对相互作用的影响;计算了相应的稳定常数及热力学参数等.实验结果表明,Q[8]与MTX作用比为1∶1,包结平衡常数为(7.64±1.52)×104 L/mol;龄前热力学参数测定结果表明,上述主-客体的相互作用是自发进行的,且疏水作用力是反应的主要驱动力.采用1H NMR法进一步证实了主-客体的作用模式.

对称四甲基六元瓜环与1-丁基-4,4'-联吡啶的超分子自组装

设计合成了客体分子1-丁基-4,4'-联吡啶溴化物(BV+),利用核磁共振、紫外-可见吸收光谱、热重分析及X射线单晶衍射研究其与对称四甲基六元瓜环(TMeQ[6])的超分子自组装及形成的主客体包结配合物的结构特征.结果表明,在溶液中及固体状态下,TMeQ[6]均包结BV+的烷基链部分形成1∶1包结配合物.

三种六元瓜环与Sr(Ⅱ)离子的配位及超分子自组装

本文以六元瓜环及两种部分甲基取代六元瓜环(统称为Q[6]s)为构筑元件,合成了4个Q[6]s-Sr髤离子的配合物,用X射线单晶衍射方法测定了配合物的晶体结构。结果表明,Q[6]s-Sr髤离子配合物自组装形成不同结构的分子链,体系中存在Cl-离子时,Q[6]s-Sr髤离子形成配位聚合链,而只有NO3-离子存在时,形成水分子配位桥连的超分子链。

基于外壁作用的纯瓜环基超分子自组装体及其功能性质

瓜环基超分子自组装体中有一类是由纯粹的瓜环构筑而成,其构筑驱动力源于瓜环正电性外壁与分布于瓜环端口负电性羰基氧间的偶极作用。这类瓜环基超分子自组装体常能展现出特殊的功能性质。本文对国内外以及本实验室报道的这类纯瓜环基超分子自组装体的合成、功能性质进行较全面的归纳和总结,为获取新颖性能优越的瓜环基新型多孔材料和迈向实际应用提供理论和实践依据。

七元瓜环与8-氮杂腺嘌呤的超分子相互作用研究

利用紫外吸收光谱考察七元瓜环(Q[7])与8-氮杂腺嘌呤(8-AA)的主客体相互作用,同时研究了作用体系酸度对Q[7]与8-AA相互作用的影响;计算了不同温度下相应的稳定常数及热力学参数等。结果表明:Q[7]与8-AA主客体包结计量比为1∶1,包结平衡常数为(2.55±1.52)×104 L/mol;通过热力学参数测定,其相互作用是自发进行的,且范德华力是反应的主要驱动力。并用1H NMR法进一步证实了主客体的作用模式。

瓜环主客体相互作用驱动的瓜环基超分子框架

框架材料,如金属有机框架(MOFs)、共价有机框架(COFs)和超分子有机框架(SOFs)因在多相催化、吸附和离子交换等领域有着广泛的应用前景而迅速发展。瓜环具有静电势呈正电性外表面、静电势呈负电性端口羰基和静电势呈中性空腔的刚性结构,适合作为瓜环基框架的基本构件。而瓜环的这3个结构特征可以构建三类瓜环基框架:瓜环自身构建的框架,瓜环/金属离子配合物构建的框架,瓜环/客体配合物构建的框架。文中主要总结瓜环/客体配合物构建的瓜环基框架,包括:1)简单的主客体包结配合物,2)主客体包结超分子聚合物,3)端口作用主客体配合物或聚合物构建的瓜环基框架。

七元瓜环与N,N'-二甲基-苯甲基-1,10-二氨基癸烷的超分子自组装

设计合成了具有多个作用位点的长链分子N,N'-二甲基-苯甲基-1,10二氨基癸烷(C10DA)并将其作为客体,利用1H NMR、紫外吸收光谱及荧光光谱等手段考察了C10DA与七元瓜环(主体)的相互作用,以及形成的主客体包结配合物的结构特征.结果表明,随着主客体摩尔比的变化,其作用模式从类轮烷型包结配合物转变成哑铃型包结配合物,这一特性在分子器件的制备方面具有潜在的应用前景.

在四氯合锌离子诱导下反式六元瓜环与碱金属离子构筑的配位超分子自组装体（英文）

在盐酸介质中,通过四氯合锌离子诱导,碱金属离子能与反式六元瓜环端口羰基氧原子直接配位构筑形成超分子自组装体。单晶结构表明在HCl介质中,四氯合锌离子形成"蜂巢结构",而且在[ZnCl_4]^(2-)诱导作用下,碱金属离子和反式六元瓜环端口羰基氧直接配位形成一维超分子自组装体而填充在"蜂巢结构"中。

外壁作用驱动的瓜环基超分子框架化合物及其功能性质

多孔材料,特别是快速发展的MOFs,COFs和近年来出现的超分子有机骨架(SOFs)被广泛应用于多相催化,吸附,离子交换等领域。瓜环(Q[n]s)因其具有带负静电势羰基端口,正静电势外表面和中性静电势空腔的特殊结构,可成为构筑Q[n]基超分子框架化合物(QSFs)的基本单元。本文对利用瓜环外壁作用构筑QSFs的设计和构建进行了评述。根据外壁作用方式的不同,构筑QSFs的作用可分为:自身诱导作用;无机阴离子与Q[n]s外壁的相互作用;芳族化合物与Q[n]s外壁的相互作用。这为探索QSFs结构与其功能特征之间的关系,实现具有新颖结构和特定功能特性的QSFs的设计和构筑,以及Q[n]化学建立新的研究方向奠定了良好的基础。

超分子荧光探针用于环境水样中百草枯的测定

基于七元瓜环可使中性红的荧光增强从而设计荧光探针,当在荧光探针中加入百草枯后荧光强度又逐渐降低,利用此种超分子配合物的荧光"开-关"效应,从而建立了一种新颖的检测百草枯的荧光方法。当百草枯浓度在(1~8)×10^(-6 )mol·L^(-1)范围内,百草枯浓度与探针的荧光强度具有良好的线性关系,且检出限为1.4×10^(-8 )mol·L^(-1),加标回收率为104%~108%,可在河水样品中检测百草枯的含量。

在平面构型[PdnClm]^2-阴离子驱动下三种瓜环基超分子框架化合物的构筑

采用无机阴离子诱导方法,以具有平面构型的[PdnClm]^2-阴离子为结构导向试剂,成功制备了3种具有框架结构特征的瓜环基超分子化合物:{Na2(H2O)6TMeQ[6]}[Pd2Cl6]·3H2O(1)、(H3O)2{CyH5Q[5]}[Pd2Cl6]·3H2O(2)及(H3O)2{Q[5]}[PdCl4]·23H2O(3)。X射线单晶衍射的结果表明:在1中,Na+离子与TMeQ[6]端口羰基氧直接配位形成一维结构的超分子链,在[Pd2Cl6]2-阴离子与TMeQ[6]的外壁作用下,进一步构筑形成三维的框架结构;在2中,在[Pd2Cl6]2-阴离子与CyH5Q[5]的外壁作用下,CyH5Q[5]以一维链有序排列,且4条CyH5Q[5]分子链可堆砌成一孔道,孔道中填充了[Pd2Cl6]2-阴离子,最终形成三维框架结构;在3中,8个[PdCl4]2-阴离子与4个Q[5]分子通过瓜环外壁相互作用,形成二维层状框架结构,层与层之间再通过非共价键作用力,最终形成三维层状框架结构。在这3种瓜环基超分子框架化合物中,[PdnClm]^2-阴离子促进了瓜环分子有序化排列,形成了具有框架结构特征的自组装体。这种主要驱动力来源于瓜环的外壁作用,即瓜环“正电性外壁”与[PdnClm]^2-阴离子间的离子偶极作用。

H_(2)O_(2)增敏羧甲基取代benzo[3]uril电化学发光识别琥珀酰胆碱

电化学发光技术是一种高灵敏、快响应的化学分析手段。通过考察羧甲基取代benzo[3]uril的电化学发光机理,发现超氧自由基有助其电化学发光。因此,引入共反应试剂H_(2)O_(2)以达到增强羧甲基取代benzo[3]uril时所产生的电化学发光信号的目的,成功构建H_(2)O_(2)增敏羧甲基取代benzo[3]uril的电化学发光传感器用于对琥珀酰胆碱的高灵敏性进行检测,检出限低至1.0×10^(-15)mol/L。

五元瓜环与钕离子在四氯酸锌离子诱导下构筑的配合超分子自组装（英文）

在四氯酸锌离子诱导下,五元瓜环能与钕离子构筑形成二维配合超分子自组装。在HCl介质中,Zn2+容易形成四氯酸锌离子,在其诱导作用下,钕离子和五元瓜环端口羰基氧直接配位形成二维超分子自组装体。结果表明锌离子作为一种结构导向剂在形成瓜环基超分子自组装体中起到重要作用。