葫芦脲的特性及衍生化

葫芦脲是近年来发展迅速的新型大环主体分子之一,它是通过亚甲基桥连接不同数量的甘脲单元形成的一类桶状化合物。由于其结构特殊,近年来受到广泛关注和研究,其在分子开关、超分子催化反应器、药物载体等领域具有重要应用。然而葫芦脲较差的溶解性和化学惰性阻碍了其发展和应用,将葫芦脲衍生化,可改变它的物化性质和识别能力,大大扩展其应用范围。介绍了葫芦脲的特性,包括结构、溶解性、稳定性、刚性及化学惰性。详细阐述了葫芦脲衍生化的两种途径,一是以取代甘脲为原料合成取代葫芦脲,二是将葫芦脲直接氧化引入羟基合成羟基葫芦脲。

基于葫芦脲[8]的近红外有机超分子光热试剂的制备及其光热性能研究

光热治疗作为一种特异性高、侵入性小、毒副作用低的新型癌症治疗手段而备受关注.本文开发了一种简便、有效、绿色的方法,制备了一种新型的超分子光热材料.该方法以商业化的二苯并四硫富瓦烯(dibenzotetrathiafulvalene,DBTTF)及葫芦脲[8](cucurbit[8]uril,CB[8])为原料,在室温、敞口及微量水存在条件下研磨,便可使DBTTF被空气中的氧气氧化并以自由基阳离子二聚体的方式组装在CB[8]空腔中,使原本只有紫外吸收(小于400 nm)的DBTTF小分子转变为覆盖可见光及近红外吸收的三元超分子复合物,其吸收波长最长超过了1000 nm.该超分子体系的光热转换效率达到了18.7%,且表现出良好的光热稳定性和生物相容性,目前已成功应用于肿瘤活细胞的光热消融.该超分子材料在光热治疗及其他光热转换领域具有潜在的应用前景.

葫芦脲与主链聚紫精的超分子自组装制备准聚轮烷及其性质研究

通过葫芦[6]脲(CB[6])与五亚甲基聚紫精(PPeV)在水溶液中于室温下进行超分子组装,得到一种新型的准聚轮烷(PPeVCB),通过1HNMR、元素分析、IR和X射线粉末衍射(XRD)对其结构进行了表征,证实CB[6]位于PPeV的脂肪链上,并通过非共价键与PPeV结合,且CB[6]与PPeV重复单元的结合摩尔比为1∶1;通过热重分析(TGA)、紫外-可见吸收(UV-Vis)和化学还原等方法对其性质进行了研究,证实了准聚轮烷3比相应的聚合物热稳定性更高、UV-Vis吸收和氧化能力更强.

葫芦脲:分子识别与组装

综述了葫芦脲这一类合成受体的最新研究进展 ,包括葫芦脲的分子设计与合成、离子和分子识别、键合的热力学性质、分子组装及其功能的最新研究概况 .

葫芦脲[7]与核黄素包结物的可能结构和光谱性质

利用密度泛函理论对葫芦脲[7]和核黄素包结物的可能结构进行了理论计算.从5种可能结构分析主客体在包结物中的作用得出:核黄素作为客体分子与主体葫芦脲[7]分子通过不同官能团作用可形成稳定性不同的包结物,其中以核糖醇的羟基插入到葫芦脲[7]分子的腔体与其端羰基氧原子形成较多的氢键最稳定.在理论上证明了此包结反应为一放热反应的实验事实,并进一步说明了包结物分子的相对稳定性受主客体分子的几何畸变能和主客体之间作用能的影响,说明了成键能和稳定性之间的区别.在此基础上利用时间相关的密度泛函理论进行了不同构型包结物的激发态计算并对光谱性质进行了理论预测.比较了包结物中核黄素分子的跃迁轨道的组成变化,分析得出:葫芦脲[7]的包结作用改变了核黄素分子的电子跃迁性质,使其吸收光谱发生红移.并预测出其荧光猝灭的微观机理,此理论计算结果很好地解释了相应的实验现象.

侧链准聚轮烷的制备及表征——葫芦脲[6]与聚[4-乙烯基-溴(N-正丁基)吡啶季铵盐]的超分子自组装

通过葫芦[6]脲(CB[6])与聚[4乙烯基溴(N正丁基)吡啶季铵盐](P4VBuBr,2)在水溶液中于室温下进行超分子自组装,得到一类超分子聚合物———准聚轮烷.通过1HNMR、IR、元素分析对其结构进行了表征,证实CB[6]位于2的侧基脂肪链上,通过非共价键与2结合,并且CB[6]与2重复单元的结合摩尔比分别为0.28∶1、0.2∶1、0.1∶1;通过X射线粉末衍射(XRD)、热重分析(TGA)、紫外可见吸收(UVVis)对其性质进行了研究,证实了准聚轮烷比相应的聚合物2有更高的热稳定性、更强的UVVis吸收以及较高的结晶能力;热分解温度随着准轮烷中CB[6]含量的增加而逐渐提高;NaBr是准聚轮烷的优良的沉淀剂.

RDP与葫芦脲协同阻燃聚碳酸酯的研究

采用间苯二酚二苯基磷酸酯(RDP)复配大环分子葫芦[6]脲(CB[6])对聚碳酸酯(PC)进行无卤阻燃改性。通过极限氧指数仪、锥形量热仪、热失重分析仪及扫描电子显微镜测试分析了阻燃体系的阻燃性能、热性能及燃烧炭层的微观形貌。结果表明,RDP与CB[6]复配质量比为6∶2时阻燃效果最好,材料的极限氧指数达到32.5%,通过UL94 V-0级,热释放速率峰值(PHRR)降低至266 k W/m2;复配阻燃体系的加入改善了PC热稳定性,提高了阻燃复合材料的残炭率;复配阻燃体系能促进形成连续致密的膨胀炭层。

葫芦脲[8]与一种萘型表面活性剂的包络作用的光谱学研究

合成一种新颖的阳离子萘型表面活性剂4-(1-萘氧基-5-辛氧基)丁基三甲基溴化铵(TNBAB),利用紫外、荧光、1HNMR及红外多种谱学方法研究了水溶液中葫芦脲[8](CB[8])对TNBAB包络作用。研究表明:在一定的物质的量浓度范围内,体系的荧光强度和紫外吸收强度均随CB[8]浓度的增大而减弱,直到二者比例为1:1时,不再随着CB[8]浓度的增大而发生明显变化,表明二者形成了1:1的包络物;得到包络计量比,并计算包络物稳定常数,得到的较大稳定常数(5.2×105L.mol-1,1.2×105L.mol-1)表明形成的包络物相当稳定。红外吸收峰不同程度的蓝移证实了稳定的包络物的存在。在此基础上,结合CB[8]及表面活性剂分子的结构特征,利用1HNMR对其包络机理及主客体作用模式进行了探讨。

含二茂铁光电探针的合成及与葫芦脲的包络研究

合成了一种光电双功能探针(Fc-C≡C-Ph-Bipyridine),采用紫外光谱和电化学的方法对葫芦脲CB[7]和二茂铁衍生物的包络行为进行了研究,并计算了包络比和包络常数。研究结果表明,二茂铁衍生物与CB[7]形成了稳定的包络物,包络比为1∶1,包络常数达4.8(±1.8)×105L.mol-1,实验得到的光谱学结果有力地支持了电化学结果。

葫芦脲[6]与胭脂红配合物的稳定常数

采用分光光度法研究了葫芦脲与胭脂红所形成配合物的可见吸收光谱变化,推导出吸光度与浓度变化的相关方程,确定出葫芦脲与胭脂红形成配合物的稳定常数为K=1056.1。

葫芦脲化学研究的新进展

简要介绍了葫芦脲化学的产生发展和应用,葫芦脲化合物的结构特征及特性。详细介绍了:新型葫芦脲衍生物的合成及在医药学领域的应用;新型葫芦脲衍生物的合成及在分析分离科学中的应用;葫芦脲等超分子大环主体化合物在传感器领域中的应用。并对葫芦脲化学的发展进行了展望。

向日葵状葫芦脲的合成与超分子自组装

葫芦脲(CB[n],n为最小重复单元数)是一类由苷脲与甲醛经缩合环化而形成的大环分子,因具有良好的分子识别性能及配位性能,在分离、催化、医药、互锁分子及超分子体系构建等领域有着广泛的应用。本课题组在苷脲分子中间的桥上增加一个碳原子,得到苷脲类似物丙基二脲(TD),TD进一步与甲醛缩合环化得到一系列向日葵状葫芦脲类似物(TD[n])。与传统苷脲相比,TD容易在碳原子上衍生化,衍生物对成环反应的影响较小,容易获得TD[n]。相比CB[n]的n最小值为5,TD[n]的n最小值减小到4,TD[4]是目前为止文献报道的葫芦脲家族的最小成员。此外,这些TD[n]有的对金属离子具有很好的选择配位能力,有的对质子化有机胺具有强的外结合性能,它们分别构建了一系列一维、二维或刺激响应型超分子聚合物。研究结果为TD[n]在超分子化学等领域的进一步应用打下坚实的基础。

尿素与葫芦脲包合作用的进展

从分子结构角度阐述了尿素包合原理,讨论了尿素包合操作方法及其具体应用。分析了尿素包合的不同手段及其优缺点,指出单一尿素包合法在分离多不饱和脂肪酸时存在的不足,并提出相应的改进手段,同时探讨了尿素衍生物葫芦脲的包合作用及其应用进展。

葫芦脲研究与进展

对葫芦脲的结构、性质等理论方面的研究进行了总结 。

葫芦脲的研究进展

葫芦脲分子由于它的结构与性质的特殊性,近几年引起了人们广泛的关注。文章对葫芦脲家族的研究进展进行了综述,包括葫芦脲分子的合成,葫芦脲的衍生化,结构和特性,分子识别和分子组装以及其近年来在现实生活中的实用价值。

基于葫芦脲为主体分子自组装构建囊泡

葫芦脲系列分子是一类大环化合物,目前已被广泛应用于超分子的构建。设计并合成了一种金刚烷衍生物分子,利用主-客体间的相互作用,制备以葫芦[7]脲为主体分子,金刚烷衍生物为客体分子的超两亲分子。以葫芦[7]脲为主体分子的超两亲分子在水中可以通过自组装形成很好的囊泡结构。同时,我们又可通过加入过量的竞争剂1-金刚烷胺盐酸盐将葫芦[7]脲疏水空腔中的金刚烷衍生物分子竞争出来,从而使其解组装。由基于葫芦[7]脲为主体分子通过自组装构建的囊泡作为新型纳米胶囊,可以成为一种新型的药物递送载体。

葫芦脲诱导α-溴代萘室温磷光的研究

葫芦脲又称胍环，是继冠醚、穴醚、环糊精和杯芳烃之后的又一类由刀个甘脲单元和2n个亚甲基桥联起来的一种桶装的大环化合物。由于其亲水性端口和疏水性空腔的分子结构与环糊精相似所以可以容纳多种有机分子或分子的疏水性部分。

葫芦脲[6]的电化学研究

采用整体电解库仑法和循环伏安法对葫芦脲[6]在电解过程中的电子传递机理进行了研究。研究发现在硝酸钾电解质溶液里,葫芦脲[6]是一种电化学活性物质。在玻碳电极上葫芦脲[6]发生两步电化学反应过程,一个为受扩散控制的准可逆电化学反应过程和一个完全不可逆电化学反应过程。

葫芦脲[8]对罗丹明B的包结作用研究

合成出葫芦脲[8]与罗丹明B形成的超分子配合物,并采用分光光度法测定配合物稳定常数为3.0×104L/mol。实验结果表明,葫芦脲[8]与罗丹明B形成了稳定的超分子配合物,对罗丹明B有较好的吸附脱色能力,当投料摩尔比为2∶1时,脱色率最高。

荧光光谱滴定法研究葫芦脲[7]对亚甲基蓝的包结作用

采用荧光光谱滴定法研究了不同温度下及醋酸缓冲溶液中,葫芦脲[7](CB7)对亚甲基蓝(MB)的包结作用。在一定的浓度范围内,体系的荧光强度随着CB7浓度的增大而增强,且荧光峰位有一定的蓝移,结果显示二者形成了1∶1的包结配合物,同时计算了它们的包结稳定常数以及相关热力学常数ΔG,ΔH和ΔS,热力学常数数值说明反应是焓变驱动的。此外,利用1H NMR谱图,结合葫芦脲[7]以及客体亚甲基蓝的结构特征,对其包结机理及主客体作用模式进行了探讨。