稠环芳香类酰胺寡聚物协同组装结构及其性能研究

有机分子有序自组装和聚集体是当前超分子化学和材料科学研究领域的热点之一，而有关折叠体的结构、性能和应用的研究尤为突出。本项目拟研究稠环酰胺寡聚物体系的协同组装过程、超分子聚集体结构和性能。设计合成新型稠环螺旋结构基元如2，7－二羧基－1，8－二氮蒽和2，7－二氨基－1，8－二氮蒽衍生物等，将螺旋结构基元通过酰胺键链接制备二聚体和三聚体，然后通过不同低聚物间的组合合成不同链长的稠环酰胺寡聚物。利用多种手段研究稠环酰胺寡聚物的协同组装过程和超分子聚集体结构，探索研究稠环尺寸大小、寡聚物链长和取代基等因素对协同组装过程、折叠体结构及其稳定性的影响规律；比较该体系与2，6－吡啶酰胺寡聚物体系的异同，分析和归纳芳香环结构对折叠体螺旋结构的影响规律；研究螺旋结构空腔在分子识别等方面的性质，发掘其分子识别的基本规律，为进一步研究和设计新型折叠体提供新思路。

折叠体是当前超分子化学研究的一个十分重要的热点。折叠体的研究不仅可以提高人们对生物大分子中的折叠构型的认识，同时可以加深人们对生物分子基于这些折叠构型所行使功能的理解。该本项目中我们以稠环芳香族酰胺寡聚物为出发点，构建含稠环的芳香族酰胺折叠体。系统地研究了不同芳香环折叠基元间的协同组装过程，得到了不同折叠结构的双螺旋折叠体，并在此基础上进行了功能化研究，构建了螺旋/线性分子主客体分子机器。主要研究结果如下：. 1．采用10-氟二氮杂蒽为结构单元进行螺旋体系的构筑，通过片段加倍合成法，得到了含10-氟二氮杂蒽羧酸和2-氟间苯二胺相交替的螺旋折叠链。研究表明，两条单折叠链能够通过拉伸螺旋间距以达到合适的尺寸，并以相互滑动的方式形成超级稳定的双螺旋结构。这种双螺旋结构之所以稳定，主要源于折叠体中芳香环之间强烈的pi~pi堆积作用。. 2．设计合成了一类超分子单螺旋类轮烷化合物。在该体系中，螺旋分子能够缓慢地缠绕到棒状客体分子上，从而形成主客体络合物。在形成过程中，只需要螺旋分子发生解折叠和再折叠，而不再需要其与客体分子的不可逆固定。同时，螺旋分子的长度必须和客体分子的络合点严格匹配。一旦单螺旋类轮烷化合物形成后，由于螺旋离解的速率相对较慢，其可以在棒状分子上运动而不解离。随后，我们进一步地利用质子化和去质子化，实现了对该螺旋分子运动的调控。. 通过三年的努力我们很好地完成了项目研究目标，另外，我们还发展了一类基于折叠体的分子机器。