基于分子间强氢键作用的超分子组装体与凝胶的构筑及其功能特性研究

利用四唑类配体构筑基于氢键的自组装体系尚未见文献报道，研发该类体系对进一步拓展四唑类配体的研究领域和促进超分子化学的发展具有重要的意义。本课题拟将四唑基团与光敏基团（偶氮苯、二芳基烯）或荧光基团（苝二酰亚胺、卟啉等）相结合构筑一系列功能化的四唑配体，鉴于四唑基团与羧基的PKa及其相近，一方面利用它们与含胺基、吡啶和咪唑等基团的组装模块之间的氢键相互作用，构筑纳米尺度的超分子组装体，并探索它们在光响应、光电传输、气体储存等功能材料方面的应用；另一方面，利用上述四唑类配体与长链烷基胺或含吡啶等碱性化合物制备一类基于强氢键作用的凝胶因子，致力于开发一类在智能凝胶或光电器件领域有应用潜力的凝胶；同时探索非功能化四唑配体制备的氢键型凝胶因子选择性包裹燃油类溶剂的能力，为海上浮油清理等棘手问题提供理论指导。

本项目以构筑基于四唑类配体的超分子自组装体系为导向，首先制备了系列含不同骨架和基团的四唑类化合物，鉴于四唑类化合物与羧酸的pKa较为接近，接着利用它们与长链烷基胺类化合物构筑了一类基于质子转移的强氢键作用的凝胶因子，制备了相应的水凝胶和有机凝胶，并以此为基础开发了它们在自我修复材料领域的应用；同时，利用该类凝胶因子首次实现了选择性地从油水两相中选择性的固载原油，为海上浮油处理提供了有用的理论依据；另外，利用四唑类配体与醋酸钯制备了一系列自组装的超分子金属凝胶，该类金属凝胶具有独特的稳定性，同时，我们深入研究了其可塑造性、形变恢复能力和自我修复功能。在本基金项目的资助下，在chem.commun.上发表SCI论文2篇，收到同行广泛关注。