《功能基複合主體化合物分子識別的模擬計算和實驗驗證》是依託揚州大學，由解菊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：功能基複合主體化合物分子識別的模擬計算和實驗驗證
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：解菊
- 依託單位：揚州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
分子識別是超分子化學的核心研究內容之一，主體化合物識別客體的高選擇性和協同性一直是理論和實驗研究者追求的目標。本項目擬理論設計以大環主體分子（如冠醚、環糊精、杯芳烴、卟啉等）的分子識別功能基團通過橋聯基團（酯基、醯胺基、烴基等）以共價鍵或非共價鍵而形成的複合超分子主體化合物，研究這些主體化合物對離子（金屬陽離子、鹵素陰離子、無機酸根離子、離子對）和中性分子（染料分子、污染性小分子）的識別行為。主要運用量子力學和分子力學組合方法(QM/MM)以及分子動力學模擬(MD)方法，藉助弱相互作用圖形化分析（Multiwfn）手段,探討主-客體間的作用本質，確定分子識別模式，討論溫度、酸度、溶劑等對識別的影響。篩選可與客體形成穩定包合物的複合主體化合物用於實驗合成，利用電化學與光譜學等方法測量分子識別體系的動力學與熱力學參數，驗證模擬計算結果，為優選的複合主體化合物套用於化學感測器的製備奠定基礎。
結題摘要
分子識別是超分子化學的核心研究內容之一，主體化合物識別客體的高選擇性和協同性一直是理論和實驗研究者追求的目標。大環主體化合物的功能化複合即保留了各自原有的識別性能又展現了新的功能，是獲得理想的超分子主體化合物的有效途之一。本項目涉及的複合主體化合物有：化學修飾以及石墨烯橋聯環糊精、化學修飾杯芳烴及其冠醚複合物、功能化的杯吡咯、化學修飾（金屬）卟啉及其石墨烯偶聯體系。本項目的主要內容是研究這些主體化合物對客體物質（中性分子、離子、離子對）的識別性能。主要運用量子化學計算和分子動力學模擬方法並結合部分實驗驗證，系統探討主-客體間的作用本質。該項目的開展有助於選擇適當的模擬計算方法，提高了研究複雜體系的能力。提出了典型大環主體化合物的功能化修飾的新途徑，發現了若干選擇性和特異性優越的複合主體模型。本項目所得結果，可為從分子識別到超分子組裝乃至超分子器件的套用研究提供理論依據。
