论文部分内容阅读
自然界中的生物大分子,如蛋白质、核糖核酸、多糖,其复杂的化学结构及特殊的生物功能常常令科学家人惊叹不已。从自然界获得启发和灵感,化学家致力于发展非生物的人工折叠体系,以了解生物高级结构形成的内在规律及其复杂生命功能的实现原理。我们组发展了一类很好的酰肼折叠体模块,通过分子内连续的三中心氢键,此类分子能够折叠成弯月型及螺旋型的稳定构象。本论文工作就是在此模块基础上,通过结构修饰和衍生,以期望在功能化的折叠体和超分子自组装方面做出一定的工作。本论文主要包括以下两个部分。
在第一部分工作中,我们设计并合成了一系列两端带有各种芳环基团的芳酰肼折叠体。在刚性构象的基础上,通过分子间的π-π堆积作用,目标分子以类似“柱”状的形式线性自组装起来。经过测试发现这些芳酰肼折叠体是一类非常优异的有机低分子胶凝剂,能够在很低的浓度下使多种有机溶剂发生胶凝作用,具有广泛而极强的胶凝性。通过扫描电子显微镜观察,多数凝胶均呈现非常特征的纤维表面形貌,体现了自组装作用高度各向异性的特点。同时,通过差示扫描量热仪和偏光显微镜的测试,我们发现该类折叠体分子还具有液晶态的性质。
在第二部分工作中,我们对芳酰肼折叠体的外围进行了结构衍生化,引入了能提供氢键作用的氨基酸侧链。通过测试发现,在侧链氨基酸的协同氢键作用下,这类折叠体在低极性的烷烃类溶剂中自组装为纤维状的超分子结构,最终导致了有机低分子凝胶的形成。而在极性的甲醇溶剂中,通过疏溶剂作用,这类分子能够自组装为中空的囊泡结构。同时,在氯仿溶液中手性折叠体分子对相应的非手性分子存在着较强的手性诱导效应。我们通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜、荧光显微镜、动态光散射以及圆二色谱等方法比较系统地研究了目标分子的自组装形为。
另外,我们还对基于芳酰肼折叠体的聚合物进行了合成尝试。