超分子化学论文

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1、超分子化学论文化学化工学院10级化学郑迎春2010012017摘要:超分子化学是化学的一个崭新的分支学科.综述了超分子化学的发展历程、超分子的化学分类、超分子化合物的合成以及应用等问题.关键词:超分了化合物；主体客体；识别作用；配位“超分子”一词早在20世纪30年代已经出现，但在科学界受到重视却是50年Z后了.超分子化学可定义为“超出分子的化学”，是关于若干化学物种通过分子间相互作用结合在一起所构成的，具有较高复杂性和一定组织性的整体的化学。超分子体系的微观单元是山若T乃至许许多多个不同化合物的分子

2、或离子或其他可单独存在的具有一定化学性质的微粒聚集而成•。聚集数可以确定或不确定，这与一分了屮原了个数严格确定具有木质区别，把多个组分的基木微观单元聚集成“超分了”的凝聚力是一些(相对于其价键)较弱的作用力。超分子化学包含了六个方面：配位化学、结构化学、计算化学、量子化学、光化学、组合化学。超分子化学的理论基础超分子化合物是山主体分子和一个或多个客体分子之间通过非价键作用而形成的复朵而有组织的化学体系。主体通常是富电子的分子，可以作为电子给体，如碱、阴离子、亲核体等;客体是缺电子的分子，可作为电子受

3、体，如酸、阳离子、亲电体等。超分子体系小主体和客体之间不是经典的配位键，而是分间的弱相互作用，其键能人约为共价键的5—10%,且具有累加性，但形成的基础是相同的，都是分子间的协同和空间的互补，因此可以认为，超分子化学是配位化学概念的扩展⑷，下图1的(a)-(d)表示了有关概念的典型示例⑸，目前研究超分子化学內的弱相互(«)(>>)阴髙于更体位置图1(a)典型的共价键配位化合物[Co(NH3)6]C13；(b)多中心键的有机配合物二茂铁屮配体环戊二烯基；（C）离了偶极作用和空间配位的主客体化介物苯并-

4、15冠-5的铜配合物；（d）弱作用的生物体系缔合物。作用力的方法主要冇：经验法、分了力学法、统计力学法和量了化学法。1.超分子化合物的分类1.1杂多酸类超分子化合物杂多酸是一类金属一氧簇合物，一般呈笼型结构，是一类优良的受体分子，它可以与无机分子、离子等底物结合形成超分子化合物.作为-•类新型电、磁、非线性光学材料极具开发价值，有关新型Keg-gin^）1Dawson型结构的多酸超分子化合物的合成及功能开发Fl益受到研究者的关注.1.2多胺类超分子化合物由于二氧四胺体系可有效地稳定如Cu（II）和N

5、i（II）等过渡金属离子的高价氧化态,若二氧四胺与荧光基团和连，则光敏物质荧光的猝火或增强就与和连的二氧四胺配合物与光敏物质间是否发牛电子转移密切相关，即通过金屈离子町以调节荧光的猝灭或开启，起到光开关的作用.人环冠醯由于其白组装性能及分子识别能力而引起人们广泛的重视.近來，冠讎乂成为在超分子体系中用于建构主体分子的一种重要的建造单元.1.3吓咻类超分子化合物吓I林及具金属配合物、类似物的超分子功能己应川于牛物相关物质分析，展示了更加诱人的前景,并将推动超分子络合物在分析化学中应用的深入开展。1.4

6、树状超分子化合物树状人分子是20世80年代中期出现的一类较新的仑成高分子.薄志山等首次合成以阴离子吓咻作为树状分子的核，树状阳离子为外层，基于吓財阴离子与树状阳离子之间静电作用力来组装树状超分子复合物.1.5液晶类超分子化合物侧链液晶聚介物具冇小分了液晶和高分了材料的双重特性。1.6酥菁类超分子化合物III宏健等［17］合成了带负电荷取代基的中位R（4Z-磺酸基苯基）n卜咻及锌络合物和带正电荷取代基的2,9,16,23四［（4‘-N,N,N三甲基）苯氧基］瞰菁季铉碘盐及锌络合物,并用Job氏光度滴定

7、的方法确定了它们的纟R成，为面对面的杂二聚体或三明治式的杂三聚体超分子排列。2.超分子化合物的合成2.1分子自组装白组装技术应用最广的是制备超薄膜，这最早是由Decher等向提出的用带相反电荷的聚电解质在液/固界而通过静电作用交替沉积形成多层膜技术。它只需将离子化的基片交替浸入带有相反电荷的聚电解质溶液中，静置一段时间，取出洗净，循环以上过程就町以得到多层膜体系图2基片的离了化修饰1234(A>图2自组装多层膜的成膜过程方法很多，依不同基底而异。此技术构筑的多层膜尽管冇序度不如LB膜高，但制备过程简

8、单,不需耍复杂的仪器设备，成膜物质丰富，成膜不受基底大小和形状的限制，制备的薄膜具有良好的机械和化学稳定性，薄膜的组成和厚度口J控等诸多优点，近年來被广泛的采用。1.2模板合成利用阳离f型表面活性剂的超分f液晶模板,合成了有介孔结构的氧化硅和铝硅酸盐，其屮最具有代表性的是有六方排列介孔孔道的MCM-4k以环糊精（ci-CD,P-CD,Y-CD）作为环的轮烷的合成及性能研究尤其引人注目.环糊精边缘是亲水的，内腔是疏水的,环糊精作为主体与疏水客体分了自我识别可形成轮烷。2