基于手性联萘酚骨架的超分子自组装及其超分子手性研究

Chiral supramolecular gels have attracted much attention for their important applications in asymmetric catalysis and chiral molecular recognition. However, only limited examples of chiral supramolecular assembly pattern have been extensively studied. Therefore, it is of great importance to develop new assembly modes and chiral assembly systems. In the project, chiral binaphthanol molecules are used as assembly units. The axial chirality of binaphthanol molecules is introduced into supramolecular polymers by host-guest interactions, and the supramolecular hydrogel materials are constructed by secondary assembly of supramolecular polymers. Then chiral recognition is carried out. Based on the above work, we will reveal the relationship between molecular structures and supramolecular chirality, clarify influence of assembly mode on the supramolecular chirality, and further develop new strategy for chiral assembly. Moreover, this project not only provides a new method for the preparation of chiral supramolecular gels, but also establishes an experimental and theoretical foundation as well as provides technical support for development of chiral recognition.

手性超分子凝胶因其在手性催化、手性分子识别等方面的重要应用而备受瞩目。然而，目前常用的手性超分子凝胶组装模式十分有限，因此，发展新的组装模式进而构筑手性组装体系十分必要。本项目拟使用手性联萘酚分子作为组装单元，利用主客体作用将联萘酚分子的轴手性引入超分子聚合物中，利用疏水等超分子作用二次组装构筑超分子水凝胶材料，并开展手性识别研究。通过以上工作，阐明联萘酚分子结构及组装模式对组装体手性的影响，掌握手性组装以及手性识别的机理，发展出新型手性组装策略。本项目为手性超分子凝胶材料的设计提供了崭新的思路，为手性超分子凝胶的手性识别应用奠定理论、实验基础并提供技术支持。

本项目的主要研究目标为利用手性分子如联萘酚及螺烯来作为组装单元与大环分子共组装，利用主客体作用将手性分子引入超分子组装体中，构筑超分子材料，并开展识别研究。在项目研究过程中主要开展了三部分工作，取得了丰富的研究结果，达到了预期的研究目标：第一部分工作合成了多种类型的手性联萘酚衍生物，并与不同的大环主体进行主客体络合，发现了客体分子结构及大环主体对组装体手性的影响，发展出了新型手性组装策略以及规律；第二部分工作利用手性分子与荧光染料分子自组装构筑组装体，并用于能量传递以及光捕获体系的应用，希望能在圆偏振发光领域具有应用价值；第三部分工作利用开发出的具有特殊性能的分子以及超分子组装材料，进行生物体内特殊物质的识别传感以及组织成像，开发出了一系列能够检测精胺、生物硫醇、活性氧成分的荧光探针，希望能够在生命医学领域具有重要的应用价值。