葫芦[]脲的环套环分子组装

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1、葫芦[8]脲的环套环分子组装Vol.342013年1月摇摇摇摇摇摇CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSITIES摇摇摇摇摇高等学校化学学报摇91~95No.1摇摇doi:10.7503/cjcu20120898白图雅,陈摇岭,张衡益,刘摇育(南开大学化学系,元素有机化学国家重点实验室,天津300071)摘要摇以4,4忆鄄联吡啶鎓、2,6鄄萘二酚和2,7鄄萘二酚为基本结构单元,设计合成了2种带有分子内给受体相互作用的大环化合物,并采用紫外光谱和核磁共振等手段研究了其与葫芦[8]脲的键合行为.研究结果表明,在水溶液中大环的2,6鄄萘二酚和2,7鄄萘二酚与4,4忆鄄

2、联吡啶鎓之间存在分子内的电荷转移相互作用,而葫芦[8]脲可以键合这2种大环化合物,导致电荷转移吸收峰增强并红移,表明葫芦[8]脲能增强这种分子内的电荷转移相互作用,形成稳定的环套环分子组装体.这种结构是基于葫芦[8]脲的新型拓扑结构.关键词摇大环化合物;电荷转移相互作用;环套环分子组装体中图分类号摇O625摇摇摇摇文献标志码摇A装到复杂的纳米超分子体系方向发展,如:主客体1颐2组装体[1]、2颐1的分子胶囊[2]、环套环组装体(Ring鄄in鄄ringcomplex)[3]和三维陀螺烷[4]等.同时,各种新型的主客体超分子体系也被广泛报道[5~9].其中,环套环组装体是一种具有特殊意义

3、的分子间组装体.在此类组装体中,大环主体分子通过非共1个环状分子中,就能同前1个大———————————————————————————————————————————————环主体分子形成环套环分子组装体.这种环套环的分子组装拓扑结构是构筑更加复杂的三维环套环的重要基础.目前的研究期望发现水溶性的葫芦脲通过仔鄄仔相互作用同时键合2种带有生色基的冠醚化合物,这将有助于分子组装体的设计以及复杂组装体的构筑.葫芦[n]脲(n=6,7,8)是一类在超分子组装中广泛应用的纳米尺度的大环[10],其与多数客体分价相互作用键合2个客体分子形成1颐2的稳定分子组装体;当2个客体分子作为分子片段存在于

4、另在超分子化学中分子自组装遵循从简单到复杂的规律,一般是从分子识别到分子组装、从分子组子形成分子间组装体的稳定常数在104~1015L/mol之间[11].其中,葫芦[8]脲因为具有较大的空腔,可以与紫精和萘酚客体形成稳定的1颐2主客体组装体[12~16].葫芦[8]脲的这一特殊性质使其在功能性分子组装,如分子器件[17,18]、超分子囊泡和超分子凝胶[19,20]等方面得到广泛应用.本文设计了2种带有紫精和萘酚结构的大环分子1和2,它们能与葫芦[8]脲在空腔内发生电荷转移相互作用,作为客体分子进而形成环套环的分子间组装体结构(图1).Fig.1摇Schematicrepresenta

5、tionoftheformationofring鄄in鄄ringcompounds收稿日期:2012鄄09鄄28郾基金项目:国家自然科学基金(批准号:20932004,20972077)资助.联系人简介:刘摇育,男,博士,教授,博士生导师,主要从事超分子化学研究.E鄄mail:yuliu@nankai.edu.cn92高等学校化学学报摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇———————————————————————————————————————————————Vol.34摇1摇实验部分BrukerAV400型核磁共振波谱仪(氘代水中加入痕量乙腈作为内标);Agilent6520型高分辨质

6、谱所有溶剂在使用前均经无水处理;其它药品、试剂除特殊标注外均为商品化试剂,未经处理直接1.1摇仪器与试剂(Q鄄TOFLC/MS);ShimadzuUV2401型紫外鄄可见光谱仪(样品池为标准石英池,光路长度10mm).1.2摇合成与表征化合物的合成路线见Scheme1.使用.Scheme1摇Syntheticrouteofthemacrocyclecompounds1and21.2.1摇2,7鄄二[2鄄(2鄄对甲苯磺酰氧乙氧基)乙氧基]乙氧基萘的合成与表征摇在氮气保护下,向装有24郾7mmol)、无水碳酸钾(6郾86g,49郾6mmol)和无水碘化钠(0郾1g),搅拌下回流反应48h.

7、反应完成后,抽滤并用二氯甲烷洗涤.滤液浓缩后溶于200mL二氯甲烷中,加入对甲苯磺酰氯(5郾95g,31mmol)和三乙胺(6郾3g,63mmol),反应12h后浓缩,经柱色谱分离[V(乙酸乙酯)颐V(石油醚)=1颐1]得5郾84g浅黄色油状产物4,产率64%.131150mL无水乙腈的烧瓶中加入2,7鄄萘二酚(2郾00g,12郾5mmol)、三甘醇单对甲苯磺酸酯(7郾52g,7郾64(m,2H),7郾30(m,4H),7郾02(m,4H),4