新型桥连双磺化杯芳烃的合成及超分子体系的构筑

通过叔丁基苯酚环聚而成的杯芳烃类化合物的分子识别与组装已经成为超分子化学的核心研究内容之一。目前的研究主要集中在杯芳烃骨架的化学修饰及其离子/分子键合行为。如何设计合成具有高选择性、强键合能力的杯芳烃衍生物，深入开发其空腔包结性质，进而构筑杯芳烃主客体作用导向的多维、多层次纳米超分子组装体是亟待解决的重要科学问题。因此，本项目拟设计合成系列桥连双磺化杯芳烃，桥连以提供分子内协同识别和分子间高级组装的多作用位点，进而实现自组装纳米材料的可控制备。共设计两类桥连双磺化杯芳烃，上缘和下缘桥连。两种不同桥连方式将导致键合能力和模式的差异，有利于构筑具有多种拓扑形貌的超分子组装体，从而考察组装基元微观结构与宏观组装形态间的关系。在客体上引入刺激响应基团，深入探讨组装体的可逆调控、转换和自修复行为。这对于推动杯芳烃超分子化学的发展具有重要的科学意义。

杯芳烃被誉为第三代超分子主体，在大环化学乃至超分子化学的发展中一直扮演着重要角色，起到了巨大的推动作用。而水介质中杯芳烃超分子体系的建立一直发展缓慢。本项目中，制备了系列水溶性磺化杯芳烃及桥连双磺化杯芳烃，在深入系统研究其键合结构、键合性质及热力学起源的基础上，构建了系列具有特定刺激响应性的超分子组装体。进而以生物医药功能为导向，开展了酶活性检测、药物控释等功能性探索。主要在以下三个方面取得突破性进展：(1) 提出“杯芳烃诱导聚集”的构筑理念并考察其药物传输和光催化功能；(2) 磺化杯芳烃识别机理及其串联酶活性检测；(3) 基于桥连双磺化杯芳烃的超分子聚合物。依托本项目的支持，项目组成员共发表SCI论文23篇，其中包括Acc. Chem. Res.和Chem. Soc. Rev.综述各一篇，重点介绍我们在水溶性杯芳烃超分子体系的贡献。项目执行期间，培养博士毕业生3名，硕士毕业生4名，负责人郭东升教授获国家自然科学基金委优秀青年科学基金资助(2013年)和天津市青年拔尖人才支持计划(2014年)，并入选天津市创新人才推进计划青年科技优秀人才(2014年)。