柱型杯芳烴的合成及其超分子化學研究

《柱型杯芳烴的合成及其超分子化學研究》是依託華南理工大學，由曹德榕擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：柱型杯芳烴的合成及其超分子化學研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：曹德榕
• 依託單位：華南理工大學

項目摘要

隨著超分子化學成為當前化學理論和技術的前沿, 杯芳烴作為繼冠醚和環糊精之後的第三代超分子主體分子而引起了科技工作者的廣泛關注。構築新型的杯芳烴主體化合物是杯芳烴化學的核心研究內容，是推動超分子科學發展的動力源泉。本項目發展和完善我們自己建立的苯環上的原位取代反應製備新型杯芳烴――柱型杯芳烴的合成方法，製備一系列結構新穎的柱型杯芳烴化合物（包括對稱和非對稱的柱型杯芳烴、手性柱型杯芳烴等），研究其結構和構象；研究它們對分子、離子的識別性能，建立和發展新型超分子感測器；研究柱型杯芳烴衍生化反應，製備柱型杯醌化合物，研究其結構和主客體性能，建立具有我們自己特色的新型大環主體分子體系。本項目的研究對豐富超分子科學的內容、推動超分子科學的發展具有重要的意義。

結題摘要

本項目建立和發展柱芳烴的合成方法，製備一系列結構新穎的柱芳烴化合物，研究其結構和主客體性能，建立具有我們自己特色的新型大環主體分子體系。項目按照研究計畫進行，達到了預期目標，取得重要成果如下：1、建立和發展了一種製備共柱[5]芳烴的合成方法：在酸催化下，不同的1,4-二烷氧基苯之間進行共聚反應，成功製備了共柱[5]芳烴化合物，產率高，操作簡單；採用這種方法製備了一系列的新型共柱[5]芳烴化合物。2、建立和發展了一種製備柱[6]芳烴的合成方法：在FeCl3催化下，甲醛與1,4-二烷氧基苯進行縮合反應，製備了一系列結構新穎的柱[6]芳烴化合物。3、建立和發展了一種製備柱[7]芳烴的合成方法：多聚甲醛與1,4-二甲氧基苯進行縮合反應，在FeCl3催化下，首次製備了全甲氧基柱[7]芳烴。4、研究了柱芳烴的主客體性能和自組裝行為，揭示了柱芳烴結構與性能關係的一般規律：由於柱[5]芳烴和柱[6]芳烴的空腔大小不同，對客體具有不同的絡合性能，顯示了很好的絡合選擇性；6-羥己基柱[5]芳烴自組裝時既可以形成分子內單體絡合物，又可以形成分子間互抱式二聚體，它們的相互轉化過程可以通過濃度、溫度、溶劑、氫鍵等調控得以實現；而對於側鏈較短的4-羥丁基混柱[5]芳烴不適合分子自組裝；單酯基側鏈的柱[5]芳烴的自組裝受到酯基位置的影響，首次製備穩定的乙酸乙酯基側鏈柱[5]芳烴自包合型絡合物，而丁酸乙酯基側鏈柱[5]芳烴則完全不形成自包合型柱芳烴絡合物。研究結果將為柱芳烴化學的發展起著積極的推動作用。