資源描述:
《超分子化學(xué)論文》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、超分子化學(xué)論文化學(xué)化工學(xué)院10級(jí)化學(xué)鄭迎春2010012017摘要:超分子化學(xué)是化學(xué)的一個(gè)嶄新的分支學(xué)科.綜述了超分子化學(xué)的發(fā)展歷程、超分子的化學(xué)分類、超分子化合物的合成以及應(yīng)用等問(wèn)題.關(guān)鍵詞:超分了化合物;主體客體;識(shí)別作用;配位“超分子”一詞早在20世紀(jì)30年代已經(jīng)出現(xiàn),但在科學(xué)界受到重視卻是50年Z后了.超分子化學(xué)可定義為“超出分子的化學(xué)”,是關(guān)于若干化學(xué)物種通過(guò)分子間相互作用結(jié)合在一起所構(gòu)成的,具有較高復(fù)雜性和一定組織性的整體的化學(xué)。超分子體系的微觀單元是山若T乃至許許多多個(gè)不同化合物的分子
2、或離子或其他可單獨(dú)存在的具有一定化學(xué)性質(zhì)的微粒聚集而成?。聚集數(shù)可以確定或不確定,這與一分了屮原了個(gè)數(shù)嚴(yán)格確定具有木質(zhì)區(qū)別,把多個(gè)組分的基木微觀單元聚集成“超分了”的凝聚力是一些(相對(duì)于其價(jià)鍵)較弱的作用力。超分子化學(xué)包含了六個(gè)方面:配位化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)、計(jì)算化學(xué)、量子化學(xué)、光化學(xué)、組合化學(xué)。超分子化學(xué)的理論基礎(chǔ)超分子化合物是山主體分子和一個(gè)或多個(gè)客體分子之間通過(guò)非價(jià)鍵作用而形成的復(fù)朵而有組織的化學(xué)體系。主體通常是富電子的分子,可以作為電子給體,如堿、陰離子、親核體等;客體是缺電子的分子,可作為電子受
3、體,如酸、陽(yáng)離子、親電體等。超分子體系小主體和客體之間不是經(jīng)典的配位鍵,而是分間的弱相互作用,其鍵能人約為共價(jià)鍵的5—10%,且具有累加性,但形成的基礎(chǔ)是相同的,都是分子間的協(xié)同和空間的互補(bǔ),因此可以認(rèn)為,超分子化學(xué)是配位化學(xué)概念的擴(kuò)展⑷,下圖1的(a)-(d)表示了有關(guān)概念的典型示例⑸,目前研究超分子化學(xué)內(nèi)的弱相互(?)(>>)陰髙于更體位置圖1(a)典型的共價(jià)鍵配位化合物[Co(NH3)6]C13;(b)多中心鍵的有機(jī)配合物二茂鐵屮配體環(huán)戊二烯基;(C)離了偶極作用和空間配位的主客體化介物苯并-
4、15冠-5的銅配合物;(d)弱作用的生物體系締合物。作用力的方法主要冇:經(jīng)驗(yàn)法、分了力學(xué)法、統(tǒng)計(jì)力學(xué)法和量了化學(xué)法。1.超分子化合物的分類1.1雜多酸類超分子化合物雜多酸是一類金屬一氧簇合物,一般呈籠型結(jié)構(gòu),是一類優(yōu)良的受體分子,它可以與無(wú)機(jī)分子、離子等底物結(jié)合形成超分子化合物.作為-?類新型電、磁、非線性光學(xué)材料極具開(kāi)發(fā)價(jià)值,有關(guān)新型Keg-gin^)1Dawson型結(jié)構(gòu)的多酸超分子化合物的合成及功能開(kāi)發(fā)Fl益受到研究者的關(guān)注.1.2多胺類超分子化合物由于二氧四胺體系可有效地穩(wěn)定如Cu(II)和N
5、i(II)等過(guò)渡金屬離子的高價(jià)氧化態(tài),若二氧四胺與熒光基團(tuán)和連,則光敏物質(zhì)熒光的猝火或增強(qiáng)就與和連的二氧四胺配合物與光敏物質(zhì)間是否發(fā)牛電子轉(zhuǎn)移密切相關(guān),即通過(guò)金屈離子町以調(diào)節(jié)熒光的猝滅或開(kāi)啟,起到光開(kāi)關(guān)的作用.人環(huán)冠醯由于其白組裝性能及分子識(shí)別能力而引起人們廣泛的重視.近來(lái),冠讎乂成為在超分子體系中用于建構(gòu)主體分子的一種重要的建造單元.1.3嚇咻類超分子化合物嚇I(yè)林及具金屬配合物、類似物的超分子功能己應(yīng)川于牛物相關(guān)物質(zhì)分析,展示了更加誘人的前景,并將推動(dòng)超分子絡(luò)合物在分析化學(xué)中應(yīng)用的深入開(kāi)展。1.4
6、樹(shù)狀超分子化合物樹(shù)狀人分子是20世80年代中期出現(xiàn)的一類較新的侖成高分子.薄志山等首次合成以陰離子嚇咻作為樹(shù)狀分子的核,樹(shù)狀陽(yáng)離子為外層,基于嚇財(cái)陰離子與樹(shù)狀陽(yáng)離子之間靜電作用力來(lái)組裝樹(shù)狀超分子復(fù)合物.1.5液晶類超分子化合物側(cè)鏈液晶聚介物具冇小分了液晶和高分了材料的雙重特性。1.6酥菁類超分子化合物III宏健等[17]合成了帶負(fù)電荷取代基的中位R(4Z-磺酸基苯基)n卜咻及鋅絡(luò)合物和帶正電荷取代基的2,9,16,23四[(4‘-N,N,N三甲基)苯氧基]瞰菁季鉉碘鹽及鋅絡(luò)合物,并用Job氏光度滴定
7、的方法確定了它們的纟R成,為面對(duì)面的雜二聚體或三明治式的雜三聚體超分子排列。2.超分子化合物的合成2.1分子自組裝白組裝技術(shù)應(yīng)用最廣的是制備超薄膜,這最早是由Decher等向提出的用帶相反電荷的聚電解質(zhì)在液/固界而通過(guò)靜電作用交替沉積形成多層膜技術(shù)。它只需將離子化的基片交替浸入帶有相反電荷的聚電解質(zhì)溶液中,靜置一段時(shí)間,取出洗凈,循環(huán)以上過(guò)程就町以得到多層膜體系圖2基片的離了化修飾1234(A>圖2自組裝多層膜的成膜過(guò)程方法很多,依不同基底而異。此技術(shù)構(gòu)筑的多層膜盡管冇序度不如LB膜高,但制備過(guò)程簡(jiǎn)
8、單,不需耍復(fù)雜的儀器設(shè)備,成膜物質(zhì)豐富,成膜不受基底大小和形狀的限制,制備的薄膜具有良好的機(jī)械和化學(xué)穩(wěn)定性,薄膜的組成和厚度口J控等諸多優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)被廣泛的采用。1.2模板合成利用陽(yáng)離f型表面活性劑的超分f液晶模板,合成了有介孔結(jié)構(gòu)的氧化硅和鋁硅酸鹽,其屮最具有代表性的是有六方排列介孔孔道的MCM-4k以環(huán)糊精(ci-CD,P-CD,Y-CD)作為環(huán)的輪烷的合成及性能研究尤其引人注目.環(huán)糊精邊緣是親水的,內(nèi)腔是疏水的,環(huán)糊精作為主體與疏水客體分了自我識(shí)別可形成輪烷。2