含三嗪单元的共价键连缺电子分子容器

Design and synthesis of molecular container is a central topic in supramolecular chemistry. Based on the principles of cooperative interactions, this project aims to set up a diversity-oriented synthetic protocol to construct electron-deficient molecular containers with complicated topological structures. The anion-mediated molecular edit of container-container transformation, selective anion recognition towards inorganic anions of specific geometry and complicated organic anions, and molecular container regulated organic reactions will then be systematically studied.

分子容器的设计合成与应用研究是超分子化学的重要研究内容，本项目基于协同作用的理念、以缺电子芳环为基本单元、采取多样性导向合成策略、设计并合成具有复杂拓扑结构的缺电子分子容器，研究阴离子介导的具有编辑特点的分子容器-分子容器的转换、分子容器对特定几何形状的无机阴离子和复杂有机阴离子的选择性识别以及探索分子容器对化学反应过程的调控。

建立了共价键连超大环或分子笼的构象导向合成路线，利用底物预组织和“刚柔并济”的策略设计含缺电子芳环的大环前体或基元作为合成子，从合成子出发一步高效合成了一系列含三嗪或苯三酰亚胺缺电子基元的分子容器；实现了阴离子介导的分子容器的转换，并揭示了其具有剪切、替换、重组等编辑特点的转换机理；分子容器具有多个汇聚的阴离子-π作用位点，可利用协同的阴离子-π作用实现对特定几何形状或合适尺寸的阴离子的结合。利用核磁共振、光谱滴定、X-射线单晶衍射等多种分析技术，研究了缺电子分子容器与不同形状无机阴离子和有机阴离子的相互作用，实现了基于协同阴离子-π作用对特定几何形状和尺寸匹配的无机、有机阴离子的选择性识别，结合常数最高可达104 M-1；以缺电子容器为分子模型，阐明了阴离子-π作用的协同规律，实现了最高六重阴离子-π作用协同的结合模式，首次观察到了仅在理论预测中存在的阴离子-π作用模式。