《基于四重氫鍵和主客體化學的超分子組裝材料》圍繞四重氫鍵酰脲嘧啶酮(UPy)這一氫鍵基元及主客體化學作用單元,研究介紹了一系列新型復雜超分子體系,包括給受體動態(tài)〔2〕索烴的超分子自組裝、超分子聚合環(huán)一鏈平衡機理、氫鍵和主客體識別作用正交自組裝的主鏈線性超分子聚合物及網(wǎng)狀聚準輪烷,并對其機理和功能進行了深入的分析、探究。
《基于四重氫鍵和主客體化學的超分子組裝材料》可供從事超分子化學、自組裝研究的科研人員及相關專業(yè)的大學生、研究生、教師閱讀,也可供相關專業(yè)的研究人員參考。
超分子是單元通過分子間非共價鍵鍵合作用而聚集組裝在一起的聚集體,超分子化學是21世紀化學學科最重要的發(fā)展方向之一。2016年諾貝爾化學獎授予了讓一皮埃爾·索瓦日、弗雷澤·斯托達特、伯納德·費林加三位超分子化學家,以表彰他們在分子機器設計與合成領域的貢獻?茖W家利用小分子通過非共價鍵作用構筑復雜的、功能特異的分子聚集體,從而可得到不同于傳統(tǒng)分子構成材料的性質。這類材料具有動態(tài)響應性的特質,在很多方面具有潛在的應用價值,所以近年來獲得了越來越多的關注。對于逐步增長的聚合過程不管是共價聚合還是超分子聚合,環(huán)一鏈平衡聚合機理都非常重要,深入地研究、理解這一機理的影響參數(shù),對構建實用的聚合物材料具有指導意義。多級正交自組裝是一種高效且強有力的自組裝策略,利用這一方法可以高效地制備結構復雜、功能獨特的超分子材料。
由于氫鍵的高度方向性和可逆性,其在超分子自組裝中扮演重要角色。本書主要介紹了利用四重氫鍵脲基嘧啶酮(UPy)構建一系列新型復雜超分子體系,并對其機理和功能化進行了分析、研究,內(nèi)容涉及從小分子(動態(tài)索烴)到大分子(超分子聚合物),給未來的分子器件和智能材料研究提供了有益的嘗試和鋪墊。
本書在編寫過程中得到了王樂勇、肖唐鑫、胡云霞、龔耿浩、高宗耀等專家、教授的鼎力相助,在此深表謝意。特別感謝天津工業(yè)大學分離膜與膜過程國家重點實驗室胡云霞研究員的大力支持。本書在撰寫過程中,參考了國內(nèi)外出版的一些教材和科技文獻,還引用了其中某些數(shù)據(jù)和圖表,在此向有關作者表示衷心感謝。
由于水平有限,錯誤與不當之處在所難免,懇切希望讀者批評指正。
1 超分子自組裝簡介
1.1 超分子化學
1.2 基于氫鍵的超分子自組裝
1.3 超分子動態(tài)索烴
1.4 超分子聚合物及其聚合機理
2 正交自組裝超分子聚合物
2.1 正交自組裝
2.2 金屬配位作用
2.3 超分子聚合物包含氫鍵(沒有金屬一配位作用)
2.4 其他組合
3 四重氫鍵鍵鎖的給受體動態(tài)[2]索烴的超分子自組裝
3.1 動態(tài)索烴構建
3.2 動態(tài)[2]索烴性質研究
3.3 具體實驗方法
4 光致發(fā)光分子二噻吩乙烯橋聯(lián)的雙脲基嘧啶酮衍生物
4.1 基于脲基嘧啶酮的環(huán)狀多聚體
4.2 二噻吩乙烯橋聯(lián)的雙酰脲嘧啶酮衍生物設計
4.3 二噻吩乙烯橋聯(lián)的雙酰脲嘧啶酮衍生物的合成與性質
4.4 具體實驗方法
5 四重氫鍵和冠醚一聯(lián)吡啶鹽識別正交自組裝的主鏈線性超分子聚合物
5.1 正交自組裝設計
5.2 正交自組裝超分子聚合物分析研究
5.3 具體實驗
6 基于氫鍵超分子聚合物骨架的網(wǎng)狀聚(準)輪烷
6.1 聚(準)輪烷的特點
6.2 氫鍵聚合物骨架的網(wǎng)狀聚(準)輪烷構建與性質
6.3 具體實驗部分
7 四重氫鍵超分子聚合物可控環(huán)一鏈平衡聚合機理研究
7.1 超分子環(huán)鏈平衡調控
7.2 四重氫鍵超分子聚合物的合成及其性質研究
7.3 具體實驗方法
參考文獻