论文部分内容阅读
本文对若干非手性卟啉分子的手性LB膜组装体进行了研究，重点探讨了超分子手性的产生、放大和控制，对LB膜组装体的超分子手性放大条件进行了简单阐述，并提出一种机械地控制超分子手性的简易方法。首先通过Langmuir-Blodgett (LB)技术，制备了5-(4-甲酯基苯基)-10,15,20-三苯基-21H,23H-卟啉（TPPCOOMe）和5-(4-羧基苯基)-10,15,20-三苯基-21H，23H-卟啉（TPPCOOH）这两种非手性卟啉的分子组装体。结果发现，尽管这两种卟啉分子骨架上只存在很小的差别，但是，它们的界面组装体表现出不同的光学活性。研究还发现，对于TPPCOOH组装体，可以观察到微弱的CD信号，但是，对于TPPCOOMe组装体，几乎观测不到CD信号。有意思的是，当对两种卟啉组装体进行热退火处理之后，TPPCOOH组装体表现出明显放大的CD信号，而TPPCOOMe则没有发生这种变化。我们提出一种观点来解释这种新的发现，那就是不同外围取代基对化合物铺展性的影响，以及分子间氢键引起的组装基元协同堆积作用的影响。研究发现，进行LB膜组装时，在现有的卟啉体系中，除了需要良好的铺展性之外，氢键、π-π堆积等各种不同非共价键相互作用之间的协同作用也是气/液界面发生对称性破缺的本质需求。此外，本文还提出了一种新的方法来机械地控制非手性卟啉界面分子组装体的宏观手性，这种方法也是通过非常原始却非常有效地LB技术来实现的。以5,10,15,20-四-对-苯基-21H,23H-卟啉（H2TPPMe）为研究对象，通过单向压缩，我们发现在LB膜槽镜像对称位置制备的组装体表现出镜像对称的宏观手性。然后，对标准的双面压缩制备样品的方法进行了改良，我们发现在左侧滑障和右侧滑障附近制备的样品显示出相反的宏观手性。通过实验结果并结合理论模拟计算，我们发现在压缩过程中亚相中可以产生涡流，而且，压缩产生的涡流方向决定了所制备的组装体的宏观手性。结果表明，通过这种LB技术可以有效实现对超分子手性的机械控制。此部分研究建立了一个新的论题来深入研究界面组装方面机械的诱导超分子手性，同时还为古老的LB技术提供了新的机会，用来控制完全由非手性基元组装成的超分子体系的宏观手性。