超分子化學論文

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1、超分子化學論文化學化工學院10級化學鄭迎春2010012017摘要:超分子化學是化學的一個嶄新的分支學科.綜述了超分子化學的發(fā)展歷程、超分子的化學分類、超分子化合物的合成以及應用等問題.關(guān)鍵詞:超分了化合物；主體客體；識別作用；配位“超分子”一詞早在20世紀30年代已經(jīng)出現(xiàn)，但在科學界受到重視卻是50年Z后了.超分子化學可定義為“超出分子的化學”，是關(guān)于若干化學物種通過分子間相互作用結(jié)合在一起所構(gòu)成的，具有較高復雜性和一定組織性的整體的化學。超分子體系的微觀單元是山若T乃至許許多多個不同化合物的分子

2、或離子或其他可單獨存在的具有一定化學性質(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數(shù)嚴格確定具有木質(zhì)區(qū)別，把多個組分的基木微觀單元聚集成“超分了”的凝聚力是一些(相對于其價鍵)較弱的作用力。超分子化學包含了六個方面：配位化學、結(jié)構(gòu)化學、計算化學、量子化學、光化學、組合化學。超分子化學的理論基礎超分子化合物是山主體分子和一個或多個客體分子之間通過非價鍵作用而形成的復朵而有組織的化學體系。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，其鍵能人約為共價鍵的5—10%,且具有累加性，但形成的基礎是相同的，都是分子間的協(xié)同和空間的互補，因此可以認為，超分子化學是配位化學概念的擴展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內(nèi)的弱相互(?)(>>)陰髙于更體位置圖1(a)典型的共價鍵配位化合物[Co(NH3)6]C13；(b)多中心鍵的有機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)驗法、分了力學法、統(tǒng)計力學法和量了化學法。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，它可以與無機分子、離子等底物結(jié)合形成超分子化合物.作為-?類新型電、磁、非線性光學材料極具開發(fā)價值，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）等過渡金屬離子的高價氧化態(tài),若二氧四胺與熒光基團和連，則光敏物質(zhì)熒光的猝火或增強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)，即通過金屈離子町以調(diào)節(jié)熒光的猝滅或開啟，起到光開關(guān)的作用.人環(huán)冠醯由于其白組裝性能及分子識別能力而引起人們廣泛的重視.近來，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,并將推動超分子絡合物在分析化學中應用的深入開展。1.4

6、樹狀超分子化合物樹狀人分子是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狀分子的核，樹狀陽離子為外層，基于嚇財陰離子與樹狀陽離子之間靜電作用力來組裝樹狀超分子復合物.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］合成了帶負電荷取代基的中位R（4Z-磺酸基苯基）n卜咻及鋅絡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，靜置一段時間，取出洗凈，循環(huán)以上過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，但制備過程簡

8、單,不需耍復雜的儀器設備，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械和化學穩(wěn)定性，薄膜的組成和厚度口J控等諸多優(yōu)點，近年來被廣泛的采用。1.2模板合成利用陽離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別可形成輪烷。2