配体作用驱动的超分子容器的限域空间的光化学研究

经过一个多世纪的研究积累，溶液化学发展已经比较成熟；而超分子容器中分子的化学和物理行为的研究仅仅开展了10年时间，是一个崭新的领域。本研究计划是通过调控有机配体的尺寸和取代官能团及几何构型，结合无机金属离子配位喜好可控组装合成新型的具有预想空穴或内腔表面的配位作用驱动的超分子容器，进而实现对特定的客体底物进行选择性包容；更重要的是研究包裹在超分子容器中光化学和光反应行为。与溶液相比较，超分子容器的限域空间相提供了与溶液相完全不同的介质环境，因此由于限域空间效应客体分子的光响应行为和光反应化学往往表现出与其在溶液相中完全不同的性质特征。此外，我们将对限域效应的机理进行初步探讨，解释由于限域空间所引起的异常（相对于溶液）的光化学和反应行为的原因，为配位作用驱动的分子容器的应用开拓新领域，为超分子限域空间化学增添新内容。

该课题主要研究了配位作用驱动的超分子容器的设计和合成，并对其主客体适配的可逆交换与吸附进行了研究，在此基础上考察了位于主体分子容器中的客体组分的光响应行为，研究了有机分子在分子容器中的光化学反应及客体响应的荧光性质，发现了一系列对有机分子、水、阴离子、金属阳离子和温度敏感光响应的传感器及肉眼可视化的传感器。此外，研究了配位作用驱动的超分子容器对有机和无机组分的分离性质。