三蝶烯衍生新型氧杂杯芳烃的合成及其在分子识别与组装中的应用

Using several 3D、rigid triptycene derivatives as building blocks,design and synthesize triptycene-consisted oxacalixarenes and some triptycene-derived oxacalixarenes containning heteroarenes. Investigate the chemical and physical characteristic of these new compounds in solution and solid-state, such as structures, conformations etc. Research the molecular recognition properties of these novel macrocyclic host molecules toward a varieties of guests, such as cationic paraquat derivatives, ammonium salts, guanidine salts, sugar and biologic related anions and metal ions, especially the cooperative and switchable recognition properties. Based on the molecular recognition properties of the macrocyclic host molecules, further research the applications of these new host-guest systems in molecular-assemblies, molecular machines, supramolecular polymers, molecular probes and sensors etc, develop a series of novel supramolecular host-guest systems with unique structural and functional characteristics.

本课题拟将若干三维刚性的三蝶烯衍生物为分子基块，设计合成全三蝶烯片段构筑的氧杂杯芳烃大环主体分子以及若干含有氮杂芳环的氧杂杯芳烃大环分子，对得到的新型大环主体分子在溶液中及固态下的结构，构象等化学物理性质予以研究，探索其对广泛客体分子的分子识别性质，尤其是协同的和可调控的识别功能，并进一步探索新型超分子主客体体系在分子组装，分子机器，超分子聚合物，分子探针与传感等领域内的应用，由此发展一系列具有独特结构与功能的超分子化学新体系。

项目实施以来取得的主要创新性研究结果包括：1.设计合成了若干不同类型的新型三蝶烯衍生氧杂杯芳烃主体，系统研究了它们的分子识别与组装性能，建立和发展了一系列具有结构与功能特色的三蝶烯超分子体系，同时揭示了三蝶烯基元在新型大环主体分子体系构建中的特殊作用。2.利用三蝶烯衍生氧杂杯芳烃上下沿的差异，通过调节客体穿线端的电子云密度，控制了客体与主体作用时的穿线方向，这一结果为精细调节主客体穿线方向及设计具有特殊功能的分子机器提供了可能。