四苯并环辛四烯的手性螺旋结构衍生物及其超分子的合成与应用

Tetraphenylene is a structurally unique molecule belonging to a D2d symmetry point group. The four benzene rings alternate above and below the mean plane of the molecule, resulting in a rigid saddle conformation. The development and application of tetraphenylene helix derivatives and the relevant effective chiral recognition system, especially for drug discovery and material science, is of fundamental importance both in basic research and industrial applications. In view of the relevant importance, we plan in this proposal to develop and synthesize a series of novel tetraphenylene helix derivatives with potential fascinating properties on the basis of our previous work.This proposal also aims to develop novel tetraphenylene macrocyclic hosts for the enantioselective fluorescent recognition of chiral carboxylic acids such as optically pure hydroxycarboxylic acids and amino acids. The relevant chiral recognition system will be very useful in the high-throughput combinatorial analysis of chiral drug molecules and catalysts. The results of these intellectual pursuits will not only enhance our basic understanding of functional molecules design but may also lead to the application of novel generation of tetraphenylene derivatives.

四苯并环辛四烯骨架具有独特的"马鞍形"三维结构，四个苯环不处于共面，相邻苯环上的双键被固定于苯环之中，分子的中心八元环分别由两种不同的化学键交替连接而成,整个分子是一个具有高度对称性的D2d点群分子。基于此类特点，在前期工作取得显著进展的的基础上(请参考正文部分)，本项目拟通过合理设计修饰四苯并环辛四烯骨架，引入不同取代基或不同连接形式从而在空间上形成特定的取向，达到通过化学键构筑一定结构特点的刚性长螺旋衍生结构，旨在进一步探索它们相关物理化学性质。同时,本项目也将合成一系列大环四苯并环辛四烯类衍生物用于手性识别方面等主客体化学研究,旨在探索相关性质在药物,材料科学领域的应用前景.

四苯并环辛四烯骨架具有独特的“马鞍形”三维结构，四个苯环不处于共面，相邻苯环上的双键被固定于苯环之中，分子的中心八元环分别由两种不同的化学键交替连接而成,整个分子是一个具有高度对称性的D2d点群分子。基于此类特点，本项目首先设计和合成了四苯并环辛四烯四聚化合物、五聚化合物、六聚化合物；通过使用紫外滴定实验，还研究了这些合成的受体对于手性氨基酸甲酯盐的对映选择性。 同时也合成了基于四苯并环辛四烯为骨架的羟基大环冠醚、四聚体以及四聚体的二聚体的合成策略和方法，也从理论计算和实验研究分别讨论了这些受体和富勒烯之间相互作用。 此外，在合成了一类四苯并环辛四烯大环化合物的基础上，探讨了它们在化学生物学领域的潜在应用；以四苯并环辛四烯大环化合物作为富勒烯(C60, C70, C76)受体分子的应用研究；荧光光谱及紫外可见光谱滴定实验证实其主体对C76富勒烯显示出较强和正协同主客相互作用；并发展了一种利用“邻位金属化-氧化偶联”连续反应构建2,2’-二氨基联苯化合物的方法，快速高效地合成了一系列适合用来构建我们这五个多羟基四苯并环辛四烯化合物的2,2’-二碘联苯化合物。此外，通过合理设计修饰四苯并环辛四烯骨架，引入不同取代基或不同连接形式从而在空间上形成特定的取向，合成了通过化学键构筑一定结构特点的刚性长螺旋衍生结构，有利于进一步探索它们相关物理化学性质及其在药物,材料科学领域的应用前景。