大环金属配合物对小分子底物的识别和活化

本项目将合成一系列大环配体及其金属配合物，以配位催化和分子识别的有关理论为指导，通过调节大环配体的柔性/刚性、亲水性/疏水性和手性/非手性等配位环境，增加大环配体及其金属配合物对底物分子的多重超分子识别作用力，提高大环配体及其金属配合物对小分子底物的选择性识别作用及其手性识别作用，以达到对特定小分子或离子底物的识别作用。并通过对底物分子的多重超分子识别作用力，使其络合的底物分子化学键活化，并达到在温和条件下发生化学反应生成目标产物的目的。

本项目经过4年的研究取得以下主要成果：1、通过多胺与醛的希夫碱缩合获得了系列大环多胺配体，并合成了多个金属配合物；2、发现了系列新颖的分子识别现象。如含蒽环的质子化大环配体对1,5-二萘磺酸的识别，温度和尺寸依赖的质子化氮杂大环穴醚配体对高氯酸根和磷酸二氢根的识别，含蒽环的氮杂大环双核锌配合物在生理条件下对ATP和ADP的高效识别，含手性的大环镍配合物对外消旋氨基酸的手性识别等；3、通过大环金属配合物与系列桥连配体作用构筑了系列具有螺旋结构的配合物，发现了螺旋链的螺旋方向与构筑螺旋链单体的手性之间存在相关性；4、对大环金属配合物对腈化物碳-碳键的活化机理进行了研究。通过手性腈与大环金属配合物反应后生成的手性醇构型的反转证明该反应是按SN2途径进行的。5、发现含蒽环的质子化大环多胺配体在光照条件下可将二价铜还原为一价铜，同时将水氧化为氧气。机理研究表明，质子化大环多胺配体可通过主客体相互作用活化水分子氧-氢键，从而降低了水的氧化电位。. 该项目执行期间在Angew. Chem., Scientific Reports, Chem. Commun., Eur. J. Chem. Inorg. Chem.等国际学术刊物上发表论文41篇，应邀撰写综述1章。获国家自然科学二等奖和广东省科技进步一等奖各一项（排名第5），获授权中国发明专利2项。近四年来在国际学术会议上作邀请报告8次。发表论文被国内外同行他引360次。在人才培养方面，培养了博士生7名，硕士生9名。