关于杯芳烃和杂原子杯芳烃衍生物的合成及自组装的研究

新颖主体分子的设计和合成一直是超分子化学研究的重要研究领域和创新源泉，寻求方便易得、结构独特、并具有识别和自组装功能的主体分子一直是该领域的研究热点，新型主体分子的出现会促进超分子化学领域的快速发展，进一步推动化学与生物、物理、材料、环境以及信息等学科的交叉发展，从而研发生产新材料、新产品。我们的研究工作主要是一系列杯芳烃衍生物，以及氧/氮桥连（类）杯芳烃的合成。同时，在我们前期工作的基础上开展对它们的结构、构象以及组装等方面的探索；研究它们的功能化修饰，并利用具有可以形成氢键以及可与金属离子发生配位作用的功能基团的杯芳烃和杂原子（氧／氮）桥连杯芳烃来研究它们的自组装功能及这些超分子组装体的物理、化学等性质，研究这它们在分子识别、自组装、生物酶模拟、荧光化学传感器等方面可能的应用。

在本项目的执行过程中，我们按原定的任务计划书开展了相关研究，并取得了预期的研究成果，比较全面地完成了预期的考核指标。.（1）以邻苯二酚、1,3-二溴-5-叔丁基苯等和间溴苯胺、对溴苯胺等为原料，合成了一些具有氨基等功能取代基的芳香族化合物，然后与卤代芳香族化合物为基本原料，在一定的条件下，合成了一系列杂原子桥连（类）杯芳烃化合物。同时，我们利用核磁、高分辨质朴等分析手段对它们的结构进行了确认，并且大部分化合物我们都利用培养单晶的方式，得到了它们的晶体空间结构。.（2）我们研究了所得到部分的（类）杯芳烃化合物它们的结构、构象特点以及自组装行为之间的关系以及结构修饰，同时我们探究了部分化合物在分子识别、荧光探针以及化学传感器方面的应用，我们发现，有些化合物在氢键、配位键的作用下可以与金属离子、阴离子或者溶剂分子形成超分子配合物。.（3）我得到了一种新颖的、具有三棱柱结构的（类）杯芳烃化合物L (23, 图 7)，通过研究它与金属离子Ag+, Cu2+, and Zn2+等的配位作用，我们发现所形成的金属配合物在固相状态下以单链、双链状、二位网状结构等空间结构存在。研究表明L有可能用在对客体分子、离子的识别应用上。.（4）我们合成了一系列的四氨基取代的氧桥链（类）杯芳烃化合物。通过NMR研究发现，无论是在溶液状态下还是在固相结构下，它们都是以1,3-交替结构的优势结构存在。同时我们研究发现，在溶液中所形成的固体结构中包夹着客体溶剂分子甲醇或者乙酸乙酯等。.（5）我们得到了一种新的含有两个羧基取代基的氧桥链（类）杯芳烃化合物，该化合物在乙酸乙酯溶液中，通过氢键的作用，可以自组装形成非常少见的6层折叠交叉的金刚烷超分子结构。而客体溶剂分子如乙酸乙酯、水等则可以存在于该结构所形成的的空隙之中。.（6）在本项目的资助下，我们已正式发表SCI收录研究论文12篇，另外还有文章在整理数据待投稿中；培养已毕业博士研究生1名和硕士研究生6名。