从多组分出发通过多重弱相互作用构筑新型含有铂-炔基元的超分子结构

自组装是超分子化学中的一个核心领域，近年来，人们通过非共价键弱相互作用构筑了大量结构精巧并有一定功能的超分子体系。但自然界可以利用多重弱相互作用高效地将数目庞大的基元砌块组装起来，并赋予其特定功能。与之相比，目前已知的大部分人工合成的超分子体系都是通过单一弱相互作用完成的，这样就大大限制了基元砌块的数量和种类，不利于构筑化学信息更丰富、结构更复杂的新型超分子体系。本项目将致力于发展一种新的组装方式，通过多重弱相互作用（氢键、配位键及亲水疏水作用等），将多组分在一个反应体系中实现自组装，从而构筑新型含有铂－炔基元的超分子结构，并对所得到的新结构的光电性能进行初步探索和研究。该研究将进一步拓宽超分子自组装研究的范畴，把更多数目的基元砌块引入超分子体系中，这将大大丰富最终产物所包含的信息，从而为制备新型功能超分子材料提供一个新的途径。

在国家自然科学基金委的支持下， 通过该项目的研究，我们成功制备了一系列含有过渡金属铂的复合物，并重点研究了它们在介观尺寸上的自聚集行为，我们发现其中一些复合物可以形成稳定的过渡金属凝胶。例如，我们成功合成了具有不同形状的含有铂炔基元的过渡金属复合物，并研究了它们在介观尺度上的自组装。我们发现具有矩形形状的分子展示了非常好的自聚集行为，可以形成稳定的凝胶，通过SEM和TEM研究发现其干凝胶的形貌呈典型的纤维 (Organometallics, 2011, 30, 5590)。 同时，我们合成了含有三蝶烯、五蝶烯衍生化的含铂炔基元的过渡金属复合物, 并研究了它们在介观尺度上的自组装（Organometallics, 2011, 30, 4032）。另外我们在一维线性单体中引入酰胺键，并对这类新型过渡金属复合物的聚集行为进行了研究。通过研究发现，这类有机金属复合物单体在大部分非极性溶剂中形成稳定的凝胶，特别需要指出的是，这些凝胶的干凝胶形貌与经典凝胶的纤维状结构不同，它们都呈现非常规整的大尺度规则的蜂窝状结构，这在以往关于有机金属凝胶的研究中是很少见的（Chem. Eur. J. 2012, 18, 1659）。 同时们还在该体系中引入了卟啉基元，并研究这些以卟啉为核心基元的复合物在大尺度上的组装行为（Chem.Commun. 2012，48, 11223）。.另外，我们将项目扩展到新型多官能团化有机金属大环的研究。例如我们从含有铂炔基元并由冠醚基团修饰的过渡金属复合物出发，通过自组装构筑了含有树枝状分子的多假轮烷大环结构 (J. Org. Chem. 2010, 75, 7373)。另外，从含有电活性二茂铁功能基团的过渡金属复合物此出发，通过超分子自组装构筑了一系列新型含有树枝状分子的多二茂铁大环结构，并且研究了这些含有树枝状分子的多二茂铁大环的电化学行为(Organometallics, 2010, 29, 6137; Organometallics, 2011, 30, 5141)。同时也构筑了二茂铁电话性基团在内部的超分子大环结构（J. Org. Chem. 2012, 77, 1148）。我们将类似的组装工作从二维自组装扩展到三维自组装，合成了新型含有树枝状分子的三维笼状结构（Inorg. Chem. 2010, 49, 4747）。