热致可逆有机凝胶新体系的设计、制备与性能

Organic gel induced by heating, especially reversible organic gel by heating, is a sensitive and reversible system which is "dissolved in low temperature, solidified in high temperature " as an "unconventional" phenomenon. The prospect application of the system will be huge in functional materials, special reaction medium, and thermal sensors, etc..Based on the molecular design and synthesis of functionalized cyclodextrins, the relationship of the molecular structure and the performance of the heat - induced gel would be studied for design and preparation of novel functional materials, such as, stress transfer oil that can self-adjust with the change of temperature, special transportation materials that could "dissolving at low temperature -transporting as locked in the solid at a high temperature - releasing at low temperature", novel optical controllable thermal sensors, as well as specific synthetic medium for cage or reticular compounds that could "mixing at low temperature - locked reacting in the solid at a high temperature - releasing at low temperature", which may have a key influence on the chemical reaction stereo selectivity, and the polymerization degree of polymerization, etc.

热致有机凝胶、尤其是热致可逆有机凝胶，具有敏感且可逆的“低温溶解、加热固化”的“反常规”现象，在功能材料、特殊反应介质、热控传感器等领域，应用前景巨大。.结合功能化环糊精等分子的设计、合成，研究其分子结构与热致凝胶性能的内在机制，设计制备性能优良的温度可控型热致有机凝胶新体系，并研究可随温度变化而自我调整的应力传输油，受热可“锁封”、降温可“解锁”的专属转运功能材料，以及新型光控热传感器等。另外，还将进一步研究该体系作为特种反应介质时对有机反应的影响，如“低温混合-高温固封反应-低温释放”的笼状或网络状功能分子的特定微反应介质，以及对立体化学反应选择性、聚合反应聚合度控制的影响等。

结合环糊精衍生物，超分子客体等功能分子的设计、合成，研究了其分子结构与超分子凝胶等功能聚集体的内在关联性。结合其分子立体形貌特征、电子转移、π-π堆积、氢键、静电力、疏水力等多种作用与协同调控等，进一步研究了相关聚集体系随外界刺激等而产生的光、电响应及超分子手性等特性。相关研究通过理论计算、红外、核磁、紫外、荧光、圆二色谱、电镜、X射线粉末衍射等方法进行了论证，并研究了其应用性能。如：1）在DMF和水混合溶剂中形成的β-CD蒸汽响应凝胶，对芳香族溶剂（苯，甲苯，邻二甲苯，间二甲苯，对二甲苯）具有响应性，进一步研究可作为芳香族分子的检测器。2）基于苯并咪唑衍生物和小分子手性酸的分子间氢键作用构筑的共组装体系，可用于检测天然和合成小分子手性酸的ee%。3）基于二茂铁基苯丙氨酸构建人工单/双螺旋结构，可借助分子间氢键和CH-π相互作用正交驱动形成，其螺旋方向由分子点手性决定、可调控。相关一维螺旋堆积结构单元通过单晶结构和圆二色(CD)光谱等进行了分析。在相关体系中引入了氢键受体分子苯并咪唑衍生物TBIB和电荷转移受体四氰基对苯二醌二甲烷TCNQ后，可进一步形成多组分共组装体系，通过CD光谱、电子显微镜和核磁共振氢谱等手段，发现了小分子受体可诱导组装体手性特征的转移和反转。4）发现丝氨酸衍生物凝胶体系对水体中的油品展现出良好的选择性成凝胶性能。对该凝胶体系中的溶剂体系、油品类型、临界成胶浓度、成胶时间以及无机盐溶液的影响进行了研究，发现成胶时间、力学强度等展现出对烷基链长度的依赖性。本研究制备的超分子凝胶等聚集体系，在光电响应材料、手性识别、有机蒸汽特征识别、界面油质回收利用等领域具有广泛的应用前景。