《三橋穴醚分子機器的設計、製備與套用》是依託浙江大學，由黃飛鶴擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：三橋穴醚分子機器的設計、製備與套用
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：黃飛鶴
- 項目類別：重大研究計畫
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
為了使分子機器這一可控自組裝體系在信息儲存材料，分子電子學，藥物控釋等領域得到更為廣泛而深入的套用，新穎分子機器的設計與有效合成是一個現實而又急需研究的課題。受到四個三橋穴醚/有機鹽絡合物晶體結構的啟發，申請人擬設計與製備一系列輪烷或索烴型三橋穴醚分子機器，利用離子對識別、光照、陽離子絡合、溶液酸鹼度改變和金屬配位等方式來實現對它們的驅動。申請人也擬引入點擊化學以夾心絡合物為模板來有效製備三橋穴醚分子機器。擬製備的分子機器有些其運作可用肉眼觀察到，有些可用於陰離子、金屬陽離子和溶液酸鹼度改變的檢測以及小分子的控制釋放，有些可用於金屬有機骨架材料的製備。這些研究的開展將提供分子機器合成的新方法、分子機器設計的新思路、和分子機器調控的新思維，豐富與發展具有特定功能分子器件的研究，加深對可控組裝過程及調控規律這一超分子化學核心科學問題的理解，促進超分子化學新研究方向和新學術增長點的開拓。
結題摘要
開發新的主客體分子識別機理可以為分子機器的構築提供新的驅動力，而研究已知主客體分子識別機理在各種自組裝體系中的套用可為分子機器的設計與構築提供理論與實驗基礎。在本培育項目的資助下，我們取得的主要研究進展包括：製備了一種π–π堆積作用驅動的，具有準輪烷結構的超分子穴醚，同時發現其對客體分子的絡合具有pH回響性；引入了第四座橋到穴醚分子中，製備了一個四臂籠形主體，從而增加了其對客體分子絡合的選擇性和可調控性，並且通過主客體化學研究，觀察到該分子對於百草枯的絡合作用具有pH調控性；通過引入帶有脲的封端基團，製備了雙重互穿的[2]輪烷結構，觀察到該分子在不同溶劑體系里有類似肌肉運動的收縮和舒張運動，並且該運動可隨溶劑極性的改變而連續變化；製備了一個水溶性穴醚，觀察到其對百草枯客體的絡合常數相對於冠醚前體有一個數量級的提高，並且此絡合體系具有pH調控性。在影響因子大於3的期刊上已發表論文11篇。進行國內外學術交流23次，如黃飛鶴2013年作為會議主席，在浙江大學承辦了英國皇家化學會功能超分子材料國際研討會並做邀請報告，2013年應邀在在新加坡舉行的第十五屆亞洲化學大會上做“Asian Rising Stars”學術報告，2013年應邀在全國有機化學學術討論會上做大會邀請報告。黃飛鶴當選英國皇家化學會會士，應邀擔任2012年出版的Chem. Soc. Rev.超分子聚合物專刊的客座編輯，2012年起還應邀擔任Chem. Soc. Rev.和Chem. Commun.的顧問編委。在項目執行期間，黃飛鶴獲得了國家傑出青年科學基金項目資助，博士生汪峰獲得2011年全國百篇優秀博士論文提名獎；博士生或碩士生十一人次獲得研究生國家獎學金。
