分析超分子化学在环境科学及医药学中的应用

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1、分析超分子化学在环境科学及医药学中的应用分子化学是研究基于原子间以共价键而形成的化学物质，而超分子化学是研究基于由两个或两个以上分子通过非共价键的分子间弱相互作用而形成的复杂有序且具有特定功能分子聚集体的化学。超分子化学是共价键分子化学发展中的一次升华，被称为“超越分子概念的化学”，亦称为广义的配位化学或主-客体化学。为了鼓励对超分子化学形成的贡献和推动对超分子化学的深入研究，1987年诺贝尔化学奖授予了为超分子化学的形成和发展做出巨大贡献的三位科学家，即：1967年在世界上首个首次合成超分子配体冠醚的美国杜邦公司的佩德森(PedersenCJ)教授、为研究

2、冠醚提出“主-客体化学”的克拉姆（CramDJ)教授和被誉为“超分子化学之父”的法国化学家莱恩（LehnJM)教授。其中莱恩教授在1987年的获奖演说中指出:超分子化学是研究两个或两个以上的化学物质分子通过非共价键的分子间弱相互作用力缔合而成的具有特定结构和特定功能的超分子体系的科学。超分子化学的产生是化学与生物学、物理学、材料科学、信息科学、能源科学、生命科学、纳米科学和环境科学交叉融合构成的一门新兴热门边缘学科。特别是超分子化学的产生和发展促进了上述新领域的形成和发展，它们之间相互促进、相得益彰。不仅如此，超分子化学在工业、农业、国防、医药学及四个现代化

3、建设等领域均彰显出广阔的应用前景。1超分子化学在光电材料科学中的应用1.1超分子有机无机杂化物的合成及应用未来的分子、电子功能集成将依靠超分子化学的基本原理，合成出多功能高科技的有用材料，而表面活性剂包埋的杂多酸超分子复合物在光物理、电化学、磁性族、化学传感器、生物标签、药物以及催化等领域均有着潜在而巨大的应用前景。为此，东北师范大学的李健生等人通过离子交换法将DODA+阳离子和多酸阴离子作为建筑块成功合成了四例超分子有机无机杂化物[DODA]5[P〇204(EDTA)]-2H20(3)fn[D0-DA]12[Mo36(NO)4O108(H2O)16]-33

4、H20(4)。采用FTIR光谱、TG分析、NMR谱确定了化合物的组成。用DSC、偏光显微镜、VT-XRD和HRTEM表征分析了其结构，实验表明化合物1、3和4在加热条件下能够形成层状液晶相结构。进而通过循环伏安法、表面光电压、光电流-时间曲线首次研究了化合物的光电化学性质。循环伏安结果表明包裹后多酸阴离子的氧化还原性质未改变。SPV表明化合物1、3、4光照下能够产生表面光电压，并且光电流时间曲线证明化合物在氙灯照射下能够产生光电流。这一开创性工作为多酸基液晶材料光电功能化开辟了新机遇。1.2含苯噻唑与芴的有机小分子受体超分子材料的光电性能及应用太阳能是最好的

5、清洁能源之一。在各种太阳能电池中，X络互穿结构的超分子体异质结构(BHJ)太阳能电池被证实是十分高效的器件。其活性层材料中的给/受体材料是太阳能电池最核心的部分，此前受体材料大部分研究都围绕富勒烯球及其衍生物。近年来非富勒烯球类的有机小分子受体材料由于其易于合成与纯化、通过分子设计使能级更方便调节等优点引起了人们的广泛关注。为此，延边大学的隋明锐等人以2-((7-(9，9-dipropyl-9H-fluoren-2-yl)benzothiadi-azol-4-yl)methylene)malononitrie(K12)为原型改变其原子或基团设计合成了一系列的

6、有机分子。芴类化合物作为一类具有刚性平面联苯结构的电致发光材料，由于具有宽的能隙、高的发光效率等特点，备受各方面的关注。故他们用Si原子取代C原子后，键长将明显增长，故有利于降低分子内部的空间位阻，提高结晶度和载流电子的传输。他们的研究还表明，苯噻唑小分子衍生物在制作0PV器件过程中，可以采用真空蒸镀等方法得到无定形薄膜，经进一步退火处理，则可得到高度有序的薄膜并获得良好的电子传输性能。现今，苯噻唑小分子衍生物作为电子受体材料在0PV器件中表现出较大的潜力，受到人们的广泛关注。他们的研究还表明，K12等一系列分子与富勒條球相比，有更好的吸收光谱和能隙，相似的

7、H0M0、LUM0能级和开路电压等，因此从理论上解释了K12等一系列分子可能具备高效太阳能电池给体材料的潜质[6]。该研究将在材料科学、光电科学、生物科学及催化科学中得到应用。1.3超分子凝胶的形成及光电性能低分子量的有机凝胶（LMOGs)是一类重要的超分子软物质材料，在溶剂中加热溶解，冷却过程中通过氢键、范德华力、堆积等分子间作用力形成三维X状结构。在分子内引入具有手性的氨基酸单元可以增加分子间作用的位点，增强分子的成胶能力。为此，延边大学的孙晋国等人利用3-羟基-2-萘甲酸和6-羟基一2-萘甲酸作为初始原料合成了超分子凝胶因子A和B，通过对凝胶因子A和B

8、的成胶能力测试，结果发现凝胶因子B在苯中形成凝胶(4