新型雙官能團化超分子有機金屬大環的構築與性能研究

《新型雙官能團化超分子有機金屬大環的構築與性能研究》是依託華東師範大學，由徐林擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：新型雙官能團化超分子有機金屬大環的構築與性能研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：徐林
• 依託單位：華東師範大學

項目摘要

自組裝是超分子化學的一個核心研究領域。近年來，人們通過自組裝高效構築了大量結構精巧的超分子自組裝體系。其中超分子組裝體系的官能團化以及功能研究一直是超分子自組裝領域的重點和難點。目前大部分的功能超分子的研究往往局限於單一官能團化的體系，這在一定程度上限制了功能超分子體系的研究、發展及套用。本項目致力於設計合成結構新穎、具有螢光識別功能的官能團化的基元砌塊，從這些基元砌塊出發，通過配位鍵導向自組裝，構築一系列不同尺寸、不同形狀、官能團不同定位的雙官能團化的超分子有機金屬大環，並通過螢光技術對這些超分子有機金屬大環的識別性能進行初步的探索和研究。該研究將發展新穎的基元砌塊，豐富超分子組裝基元庫，並為製備雙官能團化的超分子有機金屬大環提供一個新的方法和途徑，同時發展超分子組裝體的雙功能的螢光識別功能，從而推動超分子化學自組裝新的發展和套用。

結題摘要

自組裝是超分子化學的一個核心研究領域。近年來，化學家們通過自組裝高效構築了結構精巧的超分子自組裝體系。其中，超分子組裝體系的官能團化以及功能化研究一直是超分子自組裝領域的重點和難點。在該基金的資助下，我們圍繞超分子有機金屬大環的官能團化以及功能化為核心研究內容，通過在組裝配體上預先共價引入具有重要功能性質的官能基元，通過配位鍵導向自組裝策略，高效定向製備了一系列官能團化甚至雙官能團化的超分子有機金屬大環，並對其物理、化學性質及功能進行了系統性的研究。例如，我們通過配位鍵導向自組裝製備了外圍含有多醯胺的有機金屬大環，研究發現，該類金屬大環可以通過逐級自組裝形成凝膠。有趣的是，溴離子的加入和脫除可以實現金屬大環的組裝與解組裝，從而實現了凝膠到溶液相的可逆轉化，通過該研究，我們發展了一種構築智慧型型軟物質材料的新方法；其次，通過配位鍵導向自組裝策略，我們高效構築了一系列咔唑官能團化的樹枝狀有機金屬菱形和六邊形大環，研究發現這些新型的有機金屬大環具有優良的AIE性能，並且，其AIE性能與這些樹枝狀金屬大環的代數密切相關。通過此研究，我們發展了一種高效構築了AIE性能可調控的螢光金屬大環的方法和途徑；另外，目前利用配位鍵導向自組裝構築有機金屬大環主要是基於Pt和雜原子的配位，但是Pt的存在會淬滅螢光，因此，構築高螢光量子效率的有機金屬大環是一難題。在該項目研究過程中，我們利用外修飾非共軛策略，使Pt與螢光基團的空間距離超過它們能作用的範圍，從而有效地製備了具有高量子效率的有機螢光金屬大環，並首次實現了有機金屬大環對質子（H+）的高效螢光檢測。總之，通過該項目研究，我們發展了構築多官能團化的超分子有機金屬大環的方法和途徑，並以這些金屬大環為基礎，通過逐級自組裝策略製備了一系列具有識別、聚集誘導發光以及多刺激回響性的新穎超分子軟物質材料。