超分子的应用
超分子化学的基本原理与应用
超分子化学的基本原理与应用超分子化学是一门研究分子之间相互作用及其在化学、生物学和材料科学等领域中的应用的学科。
它以分子为基本单位，关注分子之间的相互作用及其在自组装、催化、分离等方面的应用。
本文将介绍超分子化学的基本原理和一些典型的应用。
一、超分子化学的基本原理超分子化学的基本原理是基于分子之间的非共价相互作用，包括氢键、范德华力、离子-离子相互作用、π-π相互作用等。
这些相互作用力可以使分子自发地组装成各种结构，形成超分子体系。
超分子体系的稳定性和功能性取决于分子之间的相互作用强度和方向性。
二、超分子化学的应用1. 自组装自组装是超分子化学的核心概念之一。
通过调控分子之间的相互作用，可以使分子自发地组装成特定的结构，如螺旋、纳米管、微胶囊等。
这些自组装体具有特殊的性质和功能，可以应用于药物传递、纳米材料制备等领域。
2. 分子识别超分子化学的另一个重要应用是分子识别。
通过设计合适的受体分子，可以选择性地与特定的靶分子发生相互作用，实现分子的识别和分离。
这种分子识别技术在生物医学领域中具有重要的应用潜力，可以用于疾病的早期诊断和药物的靶向传递。
3. 催化超分子化学在催化领域也有广泛的应用。
通过设计合适的配体分子，可以形成稳定的配位化合物，从而实现对底物的选择性催化。
这种超分子催化技术在有机合成和环境保护等方面具有重要的意义。
4. 分离技术超分子化学在分离技术中也发挥着重要的作用。
通过设计合适的分子识别剂，可以实现对混合物中特定组分的选择性吸附和分离。
这种分离技术在化学工业中具有广泛的应用，可以用于废水处理、有机物的纯化等方面。
5. 功能材料超分子化学在功能材料领域也有广泛的应用。
通过调控分子之间的相互作用，可以制备出具有特殊性质和功能的材料，如光电材料、传感材料等。
这些功能材料在能源、光电子等领域中具有重要的应用潜力。
三、超分子化学的前景超分子化学作为一门交叉学科，正在不断发展和壮大。
随着人们对分子间相互作用的深入研究和对功能材料需求的增加，超分子化学在化学、生物学和材料科学等领域中的应用前景广阔。
超分子显微技术在生物领域中的应用
超分子显微技术在生物领域中的应用超分子化学是利用分子间的非共价相互作用，将分子组合成特定结构的一门学科。
超分子化学的出现，为我们提供了探索物质世界新的方法，而超分子技术的发展，则在生物领域中展现出了巨大的应用前景。
本文将分别从超分子化学、超分子显微技术和超分子技术在生物领域中的应用三个方面，全面探讨超分子显微技术在生物领域中的应用。
一、超分子化学早在1969年，化学家Jean-Marie Lehn发现了环状化合物可与小分子相互作用形成配合物，为超分子化学的发展奠定了基础。
超分子化学的核心思想是利用化学键以外的作用力，如氢键、离子键、范德华力等，控制分子之间的相互作用，从而构建出具有特定功能和性能的新型化合物。
基于超分子化学原理，开发出了一系列可以形成特殊结构的分子。
二、超分子显微技术超分子显微技术是将超分子化学应用到生物领域的产物。
它能够在纳米级别上观察物体，并通过可视化的方式，观察生物界面的变化。
超分子显微技术已经成为现代生物学研究领域中不可缺少的工具之一。
超分子显微技术主要包括单分子力谱、双光子荧光显微镜等。
单分子力谱技术是可以检测单个分子力学性质的技术。
通过这一技术，可以研究分子和分子间的相互作用，并进一步了解生命现象的机制。
双光子荧光显微镜则使得人们可以通过荧光光标对活体细胞和组织进行成像，并且可以观察到细胞内分子的位置和动态性质。
三、超分子技术在生物领域中的应用超分子技术在生物领域中的应用非常广泛，上述两类典型的超分子显微技术已经被广泛应用。
首先，单分子力谱技术在生物分子领域中已经得到了广泛应用，例如ADP-ATP转移酶的活性调控、蛋白质受体和配体相互作用、分子机器的运行机制等领域。
其次，超分子显微技术在生物成像领域中也有着广泛应用。
例如，利用超分子显微技术可以对脑功能成像进行研究。
通过观察特定的神经元或回路的反应模式，研究人员可以揭示脑的运作机制。
此外，在分子机器方面，超分子技术也被广泛应用于开发人工微环境，从而模拟活体细胞内的环境。
超分子材料在电子器件中的应用
超分子材料在电子器件中的应用随着科技的不断进步，电子器件向着小型化、智能化、高性能化方向不断发展，而超分子材料的应用在其中也得到了越来越广泛的关注。
超分子材料是由不同的单体通过非共价键相互作用形成的一种材料，具有结构多样性、功能多样性和智能性，因此被广泛应用于电子器件中。
1. 超分子材料在电池中的应用电池是电子器件中最基本的能源供给装置，超分子材料在其中的应用主要集中在提高能量密度、延长寿命、改善安全性能等方面。
例如，一些研究人员使用超分子材料制备出高比表面积的电极材料，提高锂离子电池的能量密度；另外，利用超分子材料的特殊结构，改善电池的循环寿命和安全性能也逐渐成为研究热点。
2. 超分子材料在传感器中的应用传感器是电子器件中用于检测物理量和化学量的重要组成部分，超分子材料在其中的应用主要体现在提高灵敏度、选择性和稳定性等方面。
例如，在气体传感器中，超分子材料可以作为感受元件，通过与气体分子之间的相互作用实现灵敏度和选择性的提高；另外，在生化传感器中，利用超分子材料的亲和性和特殊结构，可实现对生物分子的高灵敏度检测。
3. 超分子材料在光电器件中的应用光电器件具有发展前景广阔的特点，超分子材料在其中的应用主要集中在提高光电转换效率和光学性能等方面。
例如，在有机太阳能电池中，利用超分子材料的自组装性和二次光子激发效应，可以大大提高光电转换效率；另外，在有机发光二极管中，超分子材料的结构多样性和分子设计的灵活性，可以实现多种发光颜色和光谱调控的特点。
4. 超分子材料在晶体管中的应用晶体管作为电子器件中最重要的电子元件之一，其性能直接决定了整个器件的性能，而超分子材料在其中的应用主要体现在提高载流子迁移率和稳定性的方面。
例如，在染料敏化太阳能电池的电解液中，添加超分子材料可以大大提高电解液对电子的传输速率，从而提高器件的效率和稳定性；另外，在有机场效应晶体管中，超分子材料可以作为介电材料和有机金属半导体材料，实现载流子的吸附和迁移，从而提高晶体管的性能和可靠性。
超分子化学在生命科学中的应用
超分子化学在生命科学中的应用超分子化学是一个研究分子间相互作用的学科，其研究的主要对象是超分子化合物。
超分子化合物通常是由分子通过非共价作用力（如氢键、离子相互作用、范德华力等）相互组装而成的。
超分子化学研究的目的是了解分子之间的相互作用，探索其在化学、物理、生物学等领域的应用，尤其是在生命科学中的应用。
超分子化学在生命科学中的应用：1. 蛋白质折叠蛋白质折叠是生命活动的基础。
超分子化学可以帮助研究人员了解蛋白质折叠的基本规律和机制。
通过超分子化学的方法，可以探究蛋白质分子内氢键和范德华力在蛋白质折叠过程中的作用，从而深入了解蛋白质折叠的机理及其相关疾病（如阿尔茨海默病等）的发病机制。
2. DNA重组DNA重组广泛存在于生命活动中，比如细胞分裂、DNA修复等过程中。
超分子化学可以帮助研究人员了解DNA的生物学功能、结构和重组机制。
因此，超分子化学被广泛地应用于DNA工程、DNA药理学和DNA计算等方面的研究。
3. 病毒学病毒称为不活跃性的分子群体，其侵入和侵袭方式与超分子化学相似。
因此，超分子化学方法被应用于研究病毒的生物学特性、结构和重组机制，以及病毒与人体的相互作用。
通过这些研究，可以加深对病毒的认识，为开发有效的抗病毒药物提供理论依据。
4. 超分子化合物设计超分子化合物在生命科学中的应用不仅包括研究超分子体系，还包括设计新型超分子化合物以解决生命科学中的问题。
例如，可以利用超分子化学的原理设计出新型的药物、诊断试剂和生物传感器等。
利用超分子化学的思想可以设计新型功能材料，如用于组织工程和再生医学等领域的高分子材料。
5. 生物序列分析使用超分子化学的技术可以在生物学序列分析中识别分子间的相关性。
超分子体系通常是由分子通过非共价作用构成的，因此对于复杂的生物序列分析方法（如DNA芯片等）在超分子化学中，可以以合适的方式来构造合适的实验、分析分子测试数据。
总的来说，超分子化学在生命科学中的应用非常广泛。
超分子化学在材料科学中的应用
超分子化学在材料科学中的应用超分子化学作为一门独特的化学学科，探索的不仅仅是分子之间的相互作用，更是探索分子自组装形成超分子结构的规律。
超分子化学在材料科学领域的应用已经成为当前研究的热点之一，其独特的优势使得其在材料设计、构建和性能调控方面具有广阔的应用前景。
本文将探讨超分子化学在材料科学中的应用，从超分子结构设计、功能材料制备、智能材料研究等方面展开讨论，旨在揭示超分子化学对材料科学的重要意义。
一、超分子结构设计超分子结构是由分子之间的非共价相互作用形成的，其稳定性和可控性都取决于分子之间的相互作用方式和结构特征。
超分子结构设计是超分子化学研究的核心内容之一，通过合理设计和调控分子结构，可以构建具有特定性能和功能的超分子材料。
例如，通过调控分子的空间排列方式和取代基团的选择，可以实现蓝光发射的有机光电材料的设计和制备；通过在分子间引入氢键、π-π堆积等相互作用，可以构建具有分子识别功能的聚合物材料。
二、功能材料制备超分子化学在功能材料制备方面具有独特的优势，可以通过超分子自组装的方式构建具有特定功能的材料结构。
例如，通过在聚合物链上引入卟啉基团，并与金属离子形成配位键，可以制备具有光催化性能的有机-金属杂化材料；通过调控胶束微环境的结构，实现荧光染料的自组装和荧光性能的调控，构建具有荧光响应性能的功能性材料。
超分子化学在制备功能材料方面具有灵活性和多样性，能够满足不同领域的需求。
三、智能材料研究智能材料是一类具有响应性和自修复性能的材料，能够对外界刺激做出特定响应或实现自我修复。
超分子化学在智能材料研究中发挥着重要作用，通过构建具有特定功能的超分子结构，可以实现材料的智能化。
例如，通过引入烯烃结构和氢键相互作用，在聚合物链中构建能响应温度变化的智能材料；通过设计具有光敏性的分子结构并与载体材料结合，制备可实现光控释药的智能材料。
四、展望与挑战超分子化学在材料科学中的应用虽然具有广阔的前景，但也面临着一些挑战。
超分子化学和自组装体的应用
超分子化学和自组装体的应用超分子化学是现代化学研究的热点之一，它以分子间相互作用为基础，通过自组装过程实现复杂结构和功能物质的设计、合成和研究。
自组装体则是超分子体系的重要组成部分，是由分子通过非共价力作用形成的大型结构。
超分子化学和自组装体在化学、材料、生物、环境等领域都有着重要的应用价值。
1. 化学应用超分子化学和自组装体在有机合成、催化、能源等方面具有重要应用价值。
在有机合成领域，超分子化学可用于设计新型分子、催化剂和材料。
例如，通过逆向自组装实现高选择性有机合成反应；通过分子识别和反应触发控制合成复杂分子等。
在催化领域，超分子催化剂具有高效、高选择性和可重复性等优势。
例如，采用有机盐分子自组装制备的催化剂在多种有机反应中具有较高的催化活性和空间选择性。
在能源领域，有机太阳能电池和有机光电器件的制备中，超分子化学的设计和应用具有重要价值。
例如，采用晶体工程方法设计分子自组装体，可以实现高效能量传递和光电转换。
2. 材料科学应用超分子化学和自组装体在材料科学领域具有广泛应用，可以用于设计和合成高分子、纳米、晶体和复合材料等。
在高分子材料领域，超分子构筑可以实现高效的分子排列和结晶控制，从而获得高性能高分子材料。
例如，采用超分子自组装方法和液晶结构设计，可以制备具有高导电性和机械强度的有机电子材料。
在纳米材料领域，超分子化学和自组装体的设计和应用可以实现纳米粒子的有序排列和组装，制备各种功能性纳米材料。
例如，通过超分子自组装法制备的金属-有机纳米材料，具有高度组织结构的有序性和光学特性等。
在晶体材料领域，超分子自组装体可以用于晶体生长和结晶控制，实现单晶、多晶和非晶态材料的制备。
例如，采用自组装法和晶体工程学方法，可以制备具有高晶体品质和光学性能的非线性光学晶体。
在复合材料领域，超分子化学和自组装体构筑可以将不同材料的特性优势融合在一起，形成新型的复合材料。
例如，采用超分子自组装法制备的复合材料具有高性能导电、光学和机械强度等特性。
超分子化学的现代发展与应用
超分子化学的现代发展与应用超分子化学是一门跨学科的前沿科学，涉及化学、物理、生物等多个领域，研究一些类型具有自组装性质并形成结构稳定的分子集体，即超分子体系。
在近年来，随着纳米技术和生物技术的快速发展，超分子化学得到了广泛应用和发展。
本文将结合实际例子，介绍一些超分子化学方面的发展和应用。
一、超分子推动新一代纳米材料研究超分子化学与纳米材料密不可分，在新材料开发中扮演了重要角色。
超分子化学通过自组装方式制备出独特的纳米材料，在材料科学领域广泛应用，如高效药物输送、高性能电子器件、高性能催化剂等。
例如，通过超分子自组装方式制备的磁性纳米颗粒，在医学领域中可作药物载体，可通过磁场驱动粒子将药物精确地运输至病变部位，从而实现精准治疗。
二、超分子化学在高效分离与分析中的应用超分子化学在高效分离和分析中也得到了广泛应用。
超分子化学家庭的天然母体β-环糊精，结构独特，具有良好的分离效能。
β-环糊精在医药、食品、环境等领域中具有重要地位。
例如，β-环糊精通过超分子包合作用可分离糖分、氨基酸、色素等各种化合物。
超分子化学相似的母体γ-环糊精，通过功能化修饰，目前应用范围更广。
我们可以用γ-环糊精制作超分子材料，这些材料可以用于各种色谱实验，如亲水和疏水的物质，有机和无机的化合物，生物和非生物的化合物等等。
三、超分子化学在药物设计中的应用超分子化学在药物设计和开发上具有重要的意义，它有助于提高药物的溶解度、生物利用度和稳定性。
如利用脂环醚，环糊精或双氢青霉烷等新型助溶剂材料，设计出一些高药物利用度的新药，比如抗癌药依托泊司。
利用超分子化学中的离子-离子相互作用、氢键、疏水作用等，设计出一些选择性药物、复合药物、剂型优化等。
通过超分子化学药物设计，实现了药物的理想化和优化，为人类健康事业做出贡献。
四、超分子化学在环境治理中的应用超分子化学在环境治理中也发挥了重要的作用，如水处理、有机毒物的去除等。
例如，利用超分子化学中的包合作用和电吸附作用，可以高效地清除水中的有害物质，如水中的重金属离子、农药等。
超分子化学在功能材料中的应用
超分子化学在功能材料中的应用超分子化学是一门研究分子之间相互作用的学科，它的应用范围广泛，尤其在功能材料领域有着重要的作用。
本文将探讨超分子化学在功能材料中的应用，并介绍一些相关的研究进展。
功能材料是指具有特定功能的材料，如光电材料、催化材料、传感材料等。
超分子化学通过分子之间的非共价相互作用，可以构建具有特定功能的超分子结构，从而实现对功能材料性能的调控和优化。
一种常见的超分子化学应用是在光电材料领域。
光电材料是指能够将光能转化为电能或者将电能转化为光能的材料。
超分子化学可以通过组装分子来构建具有特定光电性能的材料。
例如，研究人员通过将有机小分子与金属离子组装成超分子结构，成功制备了具有高光电转换效率的太阳能电池。
此外，超分子化学还可以用于构建具有特定光学性能的材料，如荧光材料和光催化材料。
另一个重要的应用领域是催化材料。
催化材料是指能够促进化学反应进行的材料。
超分子化学可以通过构建具有特定结构和功能的超分子催化剂来提高催化反应的效率和选择性。
例如，研究人员通过将金属离子与有机配体组装成超分子结构，成功制备了高效的催化剂，用于有机合成反应和能源转化反应。
此外，超分子催化剂还可以通过调控分子之间的相互作用，实现对催化反应的精确控制。
超分子化学还在传感材料领域展现出了巨大的应用潜力。
传感材料是指能够对特定物质进行敏感识别和检测的材料。
超分子化学可以通过构建具有特定识别功能的超分子结构，实现对目标物质的高选择性和高灵敏度检测。
例如，研究人员通过将有机小分子与金属离子组装成超分子结构，成功制备了具有高选择性和高灵敏度的荧光传感材料，用于检测环境中的重金属离子和有机污染物。
除了以上应用领域，超分子化学还在药物传递、材料分离和储能等方面展现出了巨大的潜力。
例如，研究人员通过构建具有特定结构的超分子材料，成功实现了对药物的高效传递和控制释放。
此外，超分子化学还可以通过构建具有特定孔径和表面性质的超分子材料，实现对气体和液体的高效分离和纯化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
华远选用胜肘许特伟划飙臻雅梯
（沈阳化工学院廊用化学学院１１０１４２）
［摘要］综述７近年来超分子的一些有意卫的应用：冠醚和杯芳烃的环状结构使其成为优秀的相转移 催化剂・尤其是在某些特定的场告．如季铵盐等相转移催化荆无能为力时，它们仍能发挥很好的作用；杯 芳烃的环状刚性结构及官能团的有序排列，使标芳烃作催化剂时具有ｉ体连择性，它的立体协同性使得它 催化的匣应具有类似酶催化反应的速率和选择性｝冠醚、杯芳烃和环糊精的环状结构使得它们能够包寺体 积匹配的底物，从而能移将它ｆ１分离Ｉ自氨基酸聚台成的环肽，目氟基酸的单元敷不目而具有太小不同曲 孔道，从而能选择性地允许不同大小的离子通过，自干一些拜肽类化台物具有识刷高子并辅助其通过天然 膜和＾Ｉ藏膜体系的作用．环肚在离于识剖和自组装方面有一定的应用。对超舟于的发展作７展望。 ［美键词］超分子冠醚杯芳烃环糊精环肽
（ｐｏｌｙｍｏｌｅｃｕｌａｒ
ａｓｓｅｍｂｌｙ），如分子层（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｌａｙｅｒ）、薄层（ｆｉｌｍ）、膜（ｍｅｍｂｒａｎｅ）、胶束（ｍｉ－
ｃｅｌｌｅ）、中间相（ｍｅｓｏｐｈａｓｅ）、庞大的无机本体（ｅｎｔｉｔｙ）和多金属配位建筑等，表现出与组成分子完全不 同、更加复杂的化学、物理与生物学性质，与有机化学、配位化学、金属离子配体络合物、物理化学以及 研究分子间作用的实验和理论密切相关。这些发现极大的鼓舞了科学家进行各种超分子聚集体的设计，从 而打开了通向超分子器件（ｓｕｐｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｄｅｖｉｃｅ）和超分子材料（ｓｕｐｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍａｔｅｒｉａｌ）的通道，如 超分子导体、半导体、磁性材料、液晶、传感器、导体和格栅等，设计组装成超分子光子器件、电子器 件、开关、信号与信息器件。这些与机械、光物理学、电化学功能类似的逻辑闸门，按照分子识别，在超 分子水平上进行信息处理，即通过电子、离子、光子和构象变化将其转化为信号，进行三维信息储存和读 出，因而对物理科学和信息科学都有深远的影响。
图４杯［４］芳烃与８在ｐＨ＝１２时形成的超分子
由于８只能在有利于形成氢键的一面与对磺酸杯［－４－１芳烃作用，因此磷氧基的断裂具有选择性。 ２．２
分离作用
超分子受体在毛细管电泳手性分离中的应用（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｏｆ Ｓｕｐｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ ｉｎ Ｃｈｉｒａｌ Ｓｅｐ—
ａｒａｔｉｏｎ ｂｙ Ｃａｐｉｌｌａｒｙ
◇∞ｃ
＜２－ｃ第洲ａ
厂孓ｃｏｃ叭
＼＝＝√
ｏ蝴川㈣咖訾ＩＩ．
。七，二６￡㈨…
＜＝＞－２Ｈ—ｔ％ｋ—ｌＩ＜）
“，％％
２．１．２模拟酶催化 模拟酶催化是超分子应用的一个热点，而杯芳烃在这方面已取得了令人鼓舞的结果。最著名的模拟酶 水解的例子应当是Ｕｎｇａｒｏ的发现。双穴冠醋酸酯７的甲醇解，没有金属离子存在反应极慢。加入少量钡 离子能使反应加快一百多万倍，其能力已与转酰酶相当。其原因是主宾复合物中的钡离子能稳定亲核加成 时产生的负离子中间体，使决速反应的速度明显增加（图２、３）。因此，７ａ被钡离子活化后，在中等强度 的碱性条件下能作为有效的酰化转移催化剂。它可使对硝基苯基乙酸酯的水解速度增加１０倍。其机理为： ２６０
国№圆圆
ｌ
２
３
图１几种具有相转移能力的杯芳烃
后来，Ｎｏｍｕｒａ一直用这种杯芳烃衍生物进行相转移催化反应的研究，对于苄溴与苯酚在碱的作用下 生成苯甲基苯醚的反应，用１（ｎ一６，ｍ一３）作催化剂得到如表１所示的结果‘副。
ＰｈＣＨ２ Ｂｒ＋ＰｈＯＨ—＋ＰｈＣＨ２ ＯＰｈ
表１杯芳烃和其他催化剂催化活性的比较
ａｒｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）。
现在人们惊奇地发现，这些大量的多种多样的分子建筑原来都是在一定条件下由分子识别（ｍｏｌｅｃｕ—
ｌａｒ
ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）导演，通过自加工（ｓｅｌｆ—ｐｒｏｃｅｓｓ）、自装配（ｓｅｌｆ—ａｓｓｍｅｂｌｙ）和自组（ｓｅｌｆ—ｏｒｇａｎｉｚ－
ｉｔｉｏｎ），形成的分立的低聚分子一一超分子（ｏｌｉｇｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｓｕｐｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒ）或伸展的多分子聚集体
ｖＩｓ…ｔｈ扑Ｓｔｕｄｉｅｓ
ｚ锯轻Ｉ大学学报．２００１，２０（１）５８
ｏｆ Ｓｔａｒｃｈ Ｆｉ，ｓｔｃｒＥｆｉｃａｔｉｏｎｌ Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ Ａｌｋｅｎｙｌｓｕｃｃｌｎａｔｅｓｉｎ Ａｑｕｅｏｕ￥
５１ｕｒ口Ｓｙｓｋｍｓ口］Ｓｔａｒｃｈ．１９９９．５ｌ（２）９０—９３ ［８］张燕萍．郑茂§｝烯ｉ琥珀＆丰薯淀粉醋在乳化桔子香精中的应月［刀
Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ）。环糊精，冠醚和杯芳烃等典型超分子受体化合物在用毛细管电泳
方法实行手性识别中的应用如下。 ２．２．１环糊精及其衍生物作为受体 环糊精（ＣＤ）是淀粉在淀粉酶作用下，由６～８个Ｄ一吡喃葡萄糖形成的环状低聚物的总称。ａ一、ｐ 一、７一ＣＤ分别表示其结构中含有６、７和８个葡萄糖单元。环糊精分子结构含有一个疏水空腔，而其外 部由于羟基向外伸展而具有亲水性，并且整个分子具有手性。环糊精是一种典型的受体分子，能与多种化 合物形成超分子包合物，是毛细管电泳中最常使用的手性受体。ＣＤ或其某些特定的衍生物能对某些手性 底物产生手性识别，并且与手性分子形成包合物，其稳定性取决于手性分子的疏水性，空间大小，构象及 环境条件，特别是温度和溶剂。在相同的环境条件下，不同手性分子的空间构象和疏水性不同，包合物的 稳定性和最终的迁移也不同，由此可借助毛细管电泳技术达到分离的目的［１副。有些情况下使用单一手性 受体并不能得到很好的分离效果。所以许多文献报道使用多种ＣＤ或ＣＤ与冠醚共同作为受体（即协同作 用）对对映体进行拆分的研究成果。 例如，Ｚｈｕ Ｘ．Ｆ．等人［１６］报道了用三种混合中性ＣＤ体系，ｄ—ＣＤ和ｐ—ＣＤ，ａ—ＣＤ和Ｄ．Ｍ．～ｐ— ＣＤ，或口一ＣＤ和Ｔ．Ｍ．一ｐ—ＣＤ分离手性药物氨鲁米特。Ｍａｒｔｉｎｅ等人［１７１用ＨＰ—ｐ—ＣＤ和Ｃ．Ｍ．一ｐ— ＣＤ的混合手性受体成功分离了防心绞痛药物外消旋体。Ｋｏｉｄｅ等人ｎ叼用一种非手性的冠醚１８一冠一６与 烯丙基甲氨酰ｐ—ＣＤ协同分离三种伯胺对映体。Ｉｖａｎｙｉ Ｔ．等人［”３合成了两种新型的二氮杂冠醚衍生物， 并以这两种ＣＤ共同作为受体分离色氨酸乙酯异构体。正如Ｈｕａｎｇ Ｗ．Ｘ．等人［２０３在单纯的ＣＤ中加入了 １８一Ｃ一６Ｈ４后，就可很好地分离原本并不能分离的１一甲基一’３一苯丙基胺及１，２，３，４一四氢～１—
与常用的相转移催化剂比较，杯芳烃催化剂的用量更少反应时间更短，活性更高。在催化羧酸碱金属 盐与卤代烃成酯的反应中，Ｎｏｍｕｒａ发现在ＣＨ：ＣＩ。、ＣＨ。ＣＮ中，１具有很大的催化活性，使用４Ａ分子 筛干燥的二氯甲烷做溶剂，可使下列反应的转化率达到１００％，优于季铵盐和冠醚［６］，用高锰酸钾把烯 烃，炔烃和伯醇氧化成羧酸ｉ把仲醇氧化成酮的反应，以及用氯仿和氢氧化钠作用生成二氯卡宾的反应， Ｎｏｍｕｒａ发现１（ｎ一６，ｍ＝３）也具有很高的催化活性［７’８］。Ｓｈｉｎｋａｉ将ｌ上端的叔丁基换成亲油性更大的 基团叔辛基，下端的乙氧链较短时（ｍ＝１），对下列酯化反应与二环己并一１８一冠一６相当。当乙氧链增 长（ｍ一２，３），由于形成胶束使催化活性反而降低［９］，在下端有酯基的杯芳烃也具有很好的相转移催化 活性。丙烯酸正丁酯在醋酸酯中用过硫酸盐催化聚合时，由于碱金属过硫酸盐不溶于有机溶剂，在８００Ｃ 加热２４小时也没有聚合反应发生。加入易得的含酯杯芳烃衍生物２，能使过硫酸盐进入有机相，迅速引 发自由基聚合反应，其效果比这类反应的最佳催化剂１５一冠一５还要好【ｌ ０１。对于下列在乙腈中进行的亲 核取代反应，加入２也能极大的提高产率ｕ¨。 对于下列反应，１和２都能表现出催化活性，而且能得到产物５和６，使用１８一冠一６和三乙基苄基 氯化铵不能得到６，得到产物５的产率也只有０．１％［１２。。据专利报道，对硝基杯［４］芳烃能催化丙酮和 氨缩合成丙酮宁的反应，跟常用的无机盐，铁触媒和离子交换树脂相比能得到更高的产率和选择性［１引。
酋ｃ．～机智 昏ｑ ａ．Ｘ＝ｙ：唱：ＯＨ
ｏ：Ｊ
０ ｅａ
ｃＡＯ＝Ｙ础．ｂ０
：，‘。．！弓
７ａ．Ｂａｚ＇＋，Ｋ１［ｐＮＰＯＡｃ］
ｐＮＰＯＡｃ
图３杯冠７催化水解ＰＮＰＯＡＣ的示意图
７ｂＢａ２＋婴７ａ．ＢＢａ２＋ ７ｂＢａ２＋一７ａ・”
ＡｃＯＭｅ
８
图２水解机理示意图
杯芳烃的环状刚性结构及官能团的有序排列，使杯芳烃作为催化剂时具有立体选择性。Ｓｈｉｎｋａｉ首次 发现杯芳烃具有区域选择催化能力。对磺酸杯Ｙ４］芳烃的钠盐选择性的断裂胞苷２’，３’一环磷脂（８） 的２’位磷氧键，如图４所示。
Ｃｈｅｍｉｓ—
ｔｒｙ）创刊，足见超分子化学在催化化学、主客体一一超分子化学和分子磁性材料、超导材料、非线性光 学材料等方面的潜在应用价值而成为最活跃的研究领域之一，这些配合物可以通过配位键、氢键、阳离子 一兀相互作用、７【一７ｃ相互作用或静电作用等设计而成。 超分子的研究成为化学、物理、生物、材料、信息等领域的学科交叉的研究热点。目前已经广泛研究 过的超分子有冠醚（ｃｒｏｗｎ ｅｔｈｅｒ）、穴醚（ｃｒｙｐｔａｔｅ）、球瑗（ｓｐｈｅｒａｎｄ）、环糊精（ｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎ，ＣＤ）、杯 芳烃（ｃａｌｉｘａｒｅｎｅ）、葫芦脲（ｃｕｃｕｒｂｉｔｕｒｉｌ）、卟啉（ｐｏｒｐａｈｙｒｉｎ）、环肽（ｃｙｃｌｏｐｅｐｔｉｄｅ或ｃｙｃｌｉｃ ｐｅｐｔｉｄｅ）、 索烃（ｃａｔｅｎａｎｅｓ）、轮烷（ｒｏｔａｘａｎｅｓ）及准轮烷（ｐｓｅｕｄｏｒｏｔａｘａｎｅｓ）等，上述主体（ｈｏｓｔ）或受体（ｒｅ— ｃｅｐｔｏｒ）对铵、金属离子、各种中性分子及至阴离子有很高的亲和性，形成各种非共价键力（氢键、静电 作用、电荷转移作用、分散作用、离子中介作用、疏水作用、堆垛作用等），维持具有新功能的超分子， 其与生物体系可以媲美的性质引起化学家的高度重视，进而发展了二聚体、多聚体到更大的有组织、有确 定结构、复杂的分子建筑（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ
７７
ｉ锯轻Ｉ大｛学报．２００４，２３（５）“一
［９］黄Ⅱ・自莲±．，发兴水相体系十＝烯＊琥自日淀粉钠的制备研究［Ｊ］