具有天然产物骨架有机凝胶的设计，合成与特性研究

Due to diverse structures and distinctive biological activities, important physiological functions, a lot of natural products are usually as therapeutic drugs and good lead compounds after structural modification and transformation. It is such as chiral rigid skeleton, multiple reaction sites and biocompatibility, the natural products are also as building blocks in supramolecular self-assembly. In this project, we will focus on the design and synthesis of novel conjugated molecules based on the natural products skeletons(for example,steroids, triterpenoids, coumarins etc.) and further study in the characteristic of self-assembly,dual-responsive of molecules, ions, self-healing, and chiral assembly as the organogel by the UV,IR,NMR,TEM,SEM，AFM techniques. Therefore,usage of their remarkable solvatochromism in wide range of solvent systems, forming nanoscale supramolecular aggregates and producing stable organogels with responsive and self-healing properties, they could be used as in the construction of molecular receptors, supramolecular architectures, functional nanomaterials, assymmetric reactions,and drug delivery. The research results could lead to the potential applications in the biomedical engineering and drug industry due to the low-toxicity, biocompatibility and bioactivity.

分子的性能及其聚集状态与其结构密切相关，近年来，具有独特立体骨架和生物活性的天然产物作为构筑单元，已应用到自组装等方面的有机功能材料研究领域。本项目以具有独特立体结构、多修饰位点、良好的生物相溶性和生物活性的天然三萜、甾体、香豆素等化合物为基本结构单元，设计合成各种具有独特新颖结构的生物缀合物，结合物理手段（TEM，SEM，AFM，RXD）来研究其结构与形成凝胶及其自组装特性的关系，研究其结构对离子、分子的选择性响应及自修复性能，利用各天然产物骨架中官能团的差异对溶剂极性的敏感性，可调控其聚集状态，在不同溶剂中形成独特的组装体，从而对其溶解性、结构和稳定性关系进行研究，阐释含手性天然手性骨架对自组装特性的影响规律,利用天然骨架凝胶的手性组装和对离子、分子选择性响应特征，探索其作为手性介质在合成及生物医药等方面的潜在应用。进一步优化分子结构，为获得性质优良的新型有机功能分子奠定基础。

分子的性能及其聚集状态与其结构及其官能团密切相关，具有独特立体骨架和生物活性的天然产物作为构筑单元，已应用到自组装等方面的有机功能材料研究领域。由于天然产物在自然界中来源广泛，结构独特，且具有生物相容性和特殊生物活性，因此，将其骨架经过结构修饰和改造，利用结构独特及手性的天然产物来构建新型多功能凝胶体系，可简化凝胶因子的合成步骤，充分发挥其手性、生物活性及生物相容性的优点，具有重要的应用前景。同时，对研究生命体系中物质组装、识别等机理也具有重要的意义。.本项目以具有独特立体结构、多修饰位点、良好的生物相溶性和生物活性的天然三萜、甾体等化合物为基本结构单元，设计合成各种具有独特新颖结构的生物缀合物，分构筑了基于三萜骨架的衍生物有机凝胶，分子、离子选择性响应凝胶，氧化还原响应性凝胶，电荷响应性凝胶，水溶性凝胶，自修复凝胶以及手性凝胶；结合化学方法和物理技术，研究了其结构与形成凝胶及其自组装特性的关系，结构对离子、分子的选择性响应及自修复性能，利用各天然产物骨架中官能团的差异对溶剂极性的敏感性，可调控其聚集状态，在不同溶剂中形成独特的组装体，从而对其溶解性、结构和稳定性关系进行研究，阐释含手性天然手性骨架对自组装特性的影响规律；利用天然骨架凝胶的手性组装和对离子、分子选择性响应特征进一步优化分子结构，为获得性质优良的新型有机功能分子奠定基础。探索其作为手性介质在合成及生物医药等方面的潜在应用，进一步通过简单、高效的化学反应，合成新型的两亲性缀合物分子，在分子中引入亲水性基团，改变分子两亲性和水溶性，使三萜和甾体优先在水体系形成组装体，扩大其应用范围；在体系中引入响应性基团，通过不同的刺激响应，实现溶剂对分子组装形貌的调控；并对其不同组装形貌的形成机理进行探讨；为优化设计可控自组装体系提供理论依据。