瓜环基手性超分子组装体的构筑

以非手性底物瓜环为构筑基元，通过配位、氢键、静电作用、疏水效应、π-π堆积等相互作用与金属离子及有机客体分子构筑瓜环基手性超分子。在无手性源参与反应的条件下，实现从非手性底物到手性超分子的合成。运用多种现代测试技术探索手性超分子组装体的形成规律，通过对自组装方法的优化实现手性超分子组装体的结构调控和可控制备。同时探索该类手性超分子组装体的形成机理、拆分方法，为其在手性分子开关、手性催化、非线性光学材料以及手性药物的合成分离等领域的应用奠定基础。

本项目合成了系列瓜环、改性瓜环作为基本构筑单元，通过配位、氢键、静电作用、疏水效应、π-π堆积等相互作用与金属离子及有机客体分子构筑瓜环基手性超分子。主要构筑了三类瓜环基手性超分子组装体：1）诱导试剂—金属—瓜环手性超分子组装体; 2) 客体—瓜环手性超分子组装体; 3) 金属、客体—瓜环手性超分子组装体。运用多种现代测试技术探索手性超分子组装体的结构特征，通过对自组装方法的优化实现手性超分子组装体的结构调控和可控制备。具体研究内容如下：. 1）以CoCl2、NiCl2、CuCl2和ZnCl2四种过渡金属的氯化物以及对羟基苯甲酸、对硝基苯酚、 对苯二酚等有机小分子为诱导试剂，系统研究了普通五、六、七、八元瓜环以及甲基取代瓜环与碱金属、碱土金属以及稀土元素的超分子自组装。其中四氯化锌根离子诱导钡离子与全甲基取代五元瓜环形成了双螺旋超分子链，该结构呈左右手对映体关系；在Q[5]-CaCl2的配合物中，对羟基苯甲酸诱导Ca2+同瓜环的端口羰基氧直接配位构筑一维手性螺旋链；在对苯二酚的诱导下Q[5]-Ln(NO3)3体系中，金属盐为重稀土硝酸盐时形成的配合物结构为金属离子同瓜环端口直接配位构筑成一维螺旋超分子链结构。 . 2) 研究了系列不同碳链长度的线型分子与不同空腔大小瓜环的超分子自组装，在该体系中，客体N,N'-二甲基-苯甲基-1,12-二氨基十二烷分别以左手螺旋和右手螺旋两种方式盘旋在两个 Q[8]空腔中，形成一对手性对映体；同时研究了瓜环与氨基酸构筑成手性超分子组装体的结构特征。. 3) 研究了瓜环与系列两端含吡啶基团的有机长链客体分子，通过金属离子与两端的吡啶配位形成金属—瓜环轮烷结构，其中获得了基于对四甲基六元瓜环、Ag+、客体配位的手性螺旋聚轮烷对映体。