三联吡啶类荧光分子的自组装及主客体性质研究

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瓜环(Q[n]s或CB[n]s)是近二十年来在超分子化学研究中备受关注的大环主体,其疏水性的空腔,极性羰基氧端口以及空腔的大小都使其在主客体化学中发挥着重要的作用。Q[7]与Q[8]由于空腔大小不同而在主客体化学中表现出丰富的主客体作用模式。但是,以三联吡啶为母体的自组装及与瓜环主客体化学研究还不多见。本论文在参考文献报道以及实验室研究的基础上,设计合成了三个系列的三联吡啶类荧光分子,并对其与Q[7]、Q[8]的主客体作用以及阴离子作用进行了研究。1.合成了一个以萘酰亚胺(NI),三联吡啶为骨架的具有AIE特性的两亲性单体苯乙烯基吡啶阳离子(NI-TPy+Br-)。在水溶液中,对阳离子有机荧光团(NI-TPy+)的自组装实现了体系的可调疏水效应,以及聚集诱导发射(AIE)特性。研究进一步发现NI-TPy+在水溶液中聚集度的增加导致聚集体的疏水性明显增强,进而实现了具有霍夫迈斯特序列效应(Hofmeister series)阴离子的荧光识别。2.合成了以三联吡啶为母体的四个具有不同长度烷基链的吡啶阳离子型客体分子(TPYA-1、TPYA-2、TPYA-3、TPYA-4),主要通过光谱法以及核磁共振波谱法考察了其与Q[7]、Q[8]的主客体作用。研究发现,在中性水溶液中,Q[8]与TPYA-1为1:2的作用模式,与TPYA-2、TPYA-3、TPYA-4均为1:1的作用模式,更长烷基链的TPYA-4则形成烷基链弯曲进入空腔的模式。Q[7]则包结在该系列客体分子的苯环以及吡啶阳离子部分而形成1:1的的作用模式。3.合成了以三联吡啶为母体的四个具有不同长度羧酸烷基链的吡啶阳离子型客体分子(TPYB-1、TPYB-2、TPYB-3、TPYB-4),主要通过光谱法以及核磁共振波谱法考察了其在酸性条件下与Q[7]、Q[8]的主客体作用。研究发现:Q[8]与TPYB-1、TPYB-2、TPYB-3形成1:2的主客体作用模式,与TPYB-4则形成烷基链弯曲进入空腔的具有U-型结构的1:1的主客体作用模式。Q[7]不受碳链长度影响,主要包结在该系列客体分子的苯环以及吡啶阳离子部分形成1:1的作用模式。
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