合成受体的分子识别研究是超分子化学领域的研究热点,同时也是构筑功能组装体的前提和基础。为了进一步揭示键合过程的热力学起源及分子识别机理,本文合成了一系列简单修饰β-环糊精和吡嗪二羧酸为链的桥联β-环糊精,通过微量热滴定、圆二色光谱以及核磁共振谱等手段考察了主客体包结配位过程的键合能力/热力学行为等与主客体结构之间的潜在关系。此外,本文还尝试进行了分子组装方面的一些探索研究。其主要内容如下： 1.简要介绍了超分子化学的概况,并对以环糊精为受体的分子识别和分子组装研究所取得的重要成果和最新进展进行了评述。 2.采用微量热滴定和圆二色光谱实验研究了一系列碱基修饰β-环糊精与手性客体(±)-樟脑和(±)-冰片的键合行为,结合核磁共振实验建立了热力学参数与键合模式之间的依存关系。研究结果显示：碱基修饰到β-环糊精上之后,在环糊精键合客体分子的过程中起到了协助增强对客体分子的键合能力并中等程度地提高了对手性客体分子的手性识别能力,其中共包结的键合模式带来的尺寸形状关系和广泛的脱溶剂化效应对键合能力/手性识别能力的提高起到了重要的作用。采用微量热滴定方法研究了手性取代基单修饰的β-环糊精与手性客体分子(±)-薄荷醇、橙花醇、香叶醇的包结作用,发现手性取代基单修饰的β-环糊精对链状客体(橙花醇、香叶醇)的键合能力大于对球状客体(±)-薄荷醇的键合能力。 3.采用微量热滴定、圆二色光谱和核磁共振谱等方法研究了系列碱基修饰β-环糊精与胆酸、脱氧胆酸、甘胆酸和牛黄胆酸的键合作用,圆二色实验显示碱基修饰β-环糊精主体在与胆酸盐客体作用的过程中经历了不同的构型变化,二维核磁实验显示胆酸盐客体用侧链从大口端进入到环糊精的空腔中。热力学上,碱基修饰环糊精与胆酸盐客体的包结是焓驱动的,伴随着不利的熵变。主客体间的氢键相互作用和客体分子被包结的深度是影响包合物稳定性的决定性因素。采用微量热滴定和圆二色光谱研究了吡嗪桥联环糊精对胆酸和脱氧胆酸的键合热力学行为。与天然环糊精相比,吡嗪桥联环糊精对胆酸盐表现出增强的键合能力,这主要是环糊精空腔与桥链上氨基对客体分子协同作用的结果。 4.合成了几个β-环糊精衍生物修饰的金纳米粒子,通过荧光光谱法研究了这些金纳米粒子与L-色氨酸及含色氨酸残基的二肽的键合行为。环糊精疏水空腔和客体分子在金纳米粒子表面的吸附定位协同作用于键合过程,导致了环糊精修饰金纳米粒子对客体分子增强的键合能力。环糊精空腔的疏水性和金粒子对水分的屏蔽作用协同导致了客体分子荧光强度的增加。