超分子的研究进展

《超分子的研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、超分子的研究进展06应用化学04号蔡小惠摘要本文简要评述了超分子的研究进展，主要包括超分子的定义、识别、应用及进展等方面的内务。关键词:超分子、应用、识别、进展随着社会的发展即人们对自然界不断深入的认识，超分子化学逐渐进入我们的视野。超分子作为一门新兴的学科展现在我的眼前，超分子处于近代化学，材料科学和生命科学相互渗透、相互融合的前沿学科。近年來，超分子化学及其应用研究已越來越受各国化学家的重视，进入九十年代后，超分子化学方面的文献数量明显增长，一些专著也相继问世。超分子化学已发展成了超分了科学，已成为公

2、认的当前化学理论和技术的前沿,被认为是21世纪新概念和高科技的重要源头之一。1978年法国科学家J.M.Lehn等超越主客体的研究范畴。首次捉出了“超分子化学”这一概念，他指出：“基于共价键存在着分子化学领域，基于分子组装和分子间键而存在着超分子化学”⑴。也就是说，超分子化学是基于分子间的共价键相互作用而形成的分了聚集体的化学。它主要研究分了间的非共价键的弱相互作用，如氢键，配位键、亲水疏水相互作用及它们之间的协同作用而生成的分子聚集体的组装、结构与功能。超分子的分子识别所谓分子识别是主体（受体）对客体

3、（底物）选择性结合并产生某种特定功能的过程，是组装及组装体功能的基础。J.M.Lehn在其诺贝尔奖的获奖演讲中指出“分子识别、转换和传输是超分子物种的基本功能”。这一论述充分说明了分了识别在超分了化学中的核心作用。分子识别吋自然界生物进行信息存贮、复制和传递的基础，以分子识别为基础，研究构筑具有特定生物学功能的超分子体系，对揭示生命现象和过程具有重要意义，并可能给化学研究带来新的突破，同样以分子识别为基础，设计、合成、组装具有新颖光、电、磁性能的纳米级分子和超分子器件，将为材料科学提供理论指导和新的应用体

4、系，为改善人类的生活质量作出重要贡献⑵。超分子识别的范围很广，它包括多所有阳离子、阴离子及屮性有机、无机或生物分子的识别。1阳离子识别具有特殊配位功能的大环配体，能选择性结合碱金属离子和碱土金属离子，三种主要类别可以区分为：（1）天然大环,显示抗生特性。（2）合成大环聚瞇,冠瞇和它们的大量接有球状物。（3）合成大多环配体，穴醯，和其他类型的穴状球形物。例如具有不同大小空穴的穴状配体1-3分别对LilNaK'产生识别[31o配体的选择性及配合物的稳定性主要取决于多氧冠醛环，配位的阳离子和冠讎空穴的大小。大

5、双穴醛与碱土金属离子的结合能力也很强。配体分子6,与Ca?+结合时，表现出比Sr2Ba2*强的独特的结合性能。通过适当的修饰分子结构，可以控制m27m‘选择性，使其与碱土金属的选择性结合性能不如碱金属离子。通过分子动力学计算表明离子在空穴中被限制了运动，这体现了离子与配体的互补性。形成碱金属离子和碱土金属离子冠醸复合物和穴状配合物可促进有机介质中盐的溶解性，进而影响三个方面：减少阳离子/阴离子的相互作用、阳离子保护和阴离子激活。这些特性对穴状配合物而言通常更显著些，在应用化学中有很多用途。2阴离了识别含

6、氮的穴状配体小的氮原子质子化后便可成为阴离子受体。穴状配体4质子化生成4-4H+后便可与氯离子形成穴状物，而4-4F与漠离子等其他阴离子的结合能力便弱的多［11o改变穴状配体内部空间的大小便可对不同离子进行识别。穴状配体11质子化产物11-6H+可与线状阴离子NJ形成穴状物。3中性分子识别中性分子的结合和识别耍利用到静电相互作用、给体一受体相互作用，特别是氢键相互作用。使用极性位点与底物间的氢键，底物识别来源互补亚单元间特殊的氢键方式，这在某种程度上使人联想起核酸中的碱基配对⑶。受体在与互补结构的底物结合

7、中，这些基团相应定位于非环的缝隙或大环的空穴中。现在已经进一步开展关于对肽的结合的研究。在通过特别设计合成的分子或蛋口质识别核酸序列和通过蛋白质识别低聚糖的过程11',氢键结合起到了主要作用。超分子的应用1超分子器件分子器件可定义为结构有序、功能集成、具有超分子结构的化学系统，它们是以适当模式排列的组分集合。它被设计成为在电子、离子或光子作用下能完成特定功能的体系。采用超分子组装技术来开发超分子器件，是超分子材料研究的一个重要领域。目前，超分子器件的研究主要涉及分子光器件、分子电子器件和分子离子器件等。用

8、键合离子的发光体來做具有较好敏感性和选择性的ATP探针。此外，根据超分子电化学原理，还有可能设计出如分子整流器、品体管、开关、光电二极管等分子器件。⑹2液晶材料聚合物液晶或高分了液晶通过分了间的弱键相互作用，如氢键相互作用和范德华力等等，形成超分子液晶。超分子液晶不仅具有液晶相特有的分子取向有序性，而且与其他小分子液晶化合物相比，它又具有分子量高的特点，因此有序性和分子量高的结合使超分子液晶具有新的特性，超分子液晶的发展逐渐向