1. 研究目的与意义
超分子化学是近三十年来发展起来的一门新兴交义学科,其研究范围涉及化学、生物、材料、信息以及环境等学科,是具有广阔应用前景的一个年轻的领域。超分子化学所研究的分子间作用力,对于理解和揭示高级特异性生物过程,如酶或受体与底物的结合 、蛋白质配合物的形成、核酸的嵌合物、基因密码的破译、神经传递过程和细胞识别等现象有着重要意义。
大环主体分子作为超分子化学发展的重要推动力量,受到了超分子化学家们的广泛关注。新的大环主体化合物的出现不仅加快了超分子化学的发展,也极大地丰富了超分子化学的研究内容。冠醚,环糊精,杯芳经及葫芦脲是超分子化学领域最经典的四代大环主体,在近几十年的超分子化学的舞台上展示了迷人的风采。1987年诺贝尔化学奖授予了j.lehn,d.cram和c.pedersen三位化学家以表彰他们在超分子化学理论方面的开创性贡献。自此以后,超分子化学作为一门新兴学科开始迅猛发展,至今已取得了具有丰富内涵的系统性成果。从分子化学到超分子化学(即共价键结合化学到分子间非共价键力结合化学)标志着化学的发展进入了一个新的历史时期。
主客体分子识别是超分子化学研究的核心之一,是受体分子(主体)通过非共价键相互作用对特定配体分子(客体)的专一性结合并由此产生一定功能的过程。hermannemilfischer在1894年用“锁和钥匙”这一形象化的描述来阐释酶和底物的关系,开启了分子识别和主客体化学这一领域。在众多超分子主体分子中,大环主体化合物(macrocycles)以其独特的结构和主客体化学性质,长久以来一直是超分子化学的研究重点。
2. 研究内容和预期目标
研究内容:
本课题拟对偶氮苯和环糊精基团以主客体的分子识别作用制备超分子组装体。
首先以4-羟基偶氮苯和甲基丙烯酰氯为原料,制备具有偶氮苯侧基的聚合物。进一步利用β-环糊精和甲基丙烯酸-n,n’-二甲氨基乙酯通过atrp法制备末端带有环糊精基团的聚甲基丙烯酸-n,n’-二甲氨基乙酯。以上得到的两种聚合物可依靠偶氮苯和环糊精基团以主客体的分子识别作用进行组装。
3. 研究的方法与步骤
(1)本课题拟利用4-羟基偶氮苯和甲基丙烯酰氯为原料,制备具有偶氮苯侧基的聚合物。
(2)进一步利用β-环糊精和甲基丙烯酸-n,n’-二甲氨基乙酯通过atrp法制备末端带有环糊精基团的聚甲基丙烯酸-n,n’-二甲氨基乙酯。
(3)两种聚合物可依靠偶氮苯和环糊精基团以主客体的分子识别作用制备超分子组装体,课题拟对该作用进行初步研究。
4. 参考文献
[1] guo m. y., jiang m., zhang g. z., surface modification of polymeric vesicles via host-guest inclusion complexation. langmuir, 2008, 24 (19), 10583-10586.
[2] wang y., xu h., zhang x., tuning the amphiphilicity of building blocks: controlled self-assembly and disassembly for functional supramolecular materials. adv. mater., 2009, 21 (28), 2849-2864.
[3] zou j., guan b., liao x. j., jiang m., tao f. g., dual reversible self-assembly of pnipam-based amphiphiles formed by inclusion complexation. macromolecules, 2009, 42 (19), 7465-7473.
5. 计划与进度安排
(1)第一、二周:在查阅文献资料的基础上,写出开题报告。
(2)第三周到第十四周:完成合成实验、结构表征及性能测试。
(3)第十五到十六周:撰写毕业论文并准备答辩。
