论文部分内容阅读
非共价弱相互作用是超分子化学和生命体系中的核心问题。阴离子-π作用作为一种新型的非共价相互作用，自2002年由理论化学家提出以来受到人们越来越多的关注。本论文通过对氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪的衍生化，构筑含阴离子-π作用与其它非共价相互作用的作用位点的主体分子，研究主体分子与阴离子在阴离子-π作用与其它非共价相互作用协同下的识别与组装行为。 通过分步片段偶联后脱保护的策略，合成得到了苯环上沿含羟基的氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪衍生物。通过单晶结构解析、核磁滴定、一维选择性激发和质谱手段研究了主体分子与阴离子分别在固相、溶液和气相中的识别与组装行为。实现了固相中多重弱相互作用包括阴离子-π作用、氢键和孤对电子-π作用导向下的组装。 通过分步片段偶联、AlCl3脱保护后芳基化的策略，合成得到了三嗪环上沿对甲基苯基取代、苯环上沿具有不同取代基的氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪衍生物，通过荧光滴定手段研究了主体分子与阴离子在溶液中的相互作用，考察了苯环上沿取代基、抗衡阳离子对主客体结合能力的影响。苯环上电子云密度的提高、抗衡阳离子体积的减小均有利于主客体相互作用，表明可能存在阴离子-π作用和阳离子-π作用的协同作用。 利用先桥连后成杯的策略构建了一系列具有两个缺电子空腔的主体分子。利用X-射线单晶衍射和波谱技术分别研究了主体分子在固相中的结构以及溶液中主体分子与一价无机阴离子和二价有机阴离子的相互作用。核磁滴定表明主体分子与一价无机阴离形成1∶2复合物，累积结合常数91.6 M-2，与二价有机阴离子形成1∶1复合物，结合常数介于2.7-35.5 M-1之间。利用扩散核磁以及不同浓度下的核磁实验研究了主客体在溶液中的组装行为。实验结果表明双空腔主体可以与客体在溶液中形成大于1+1的复合物，而且主客体的作用受到浓度影响，随着浓度的升高，高级复合物所占的比重增加。 本博士论文的研究工作表明，通过对氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪的衍生化可以实现阴离子-π作用与其它非共价相互作用的协同下的分子识别与组装。