葫芦脲_分子识别与组装.docxVIP

·综述与进展·葫芦脲 :分子识别与组装Ξ育 Ξ韩宝航刘(南开大学化学系 天津 300071)摘要 综述了葫芦脲这一类合成受体的必威体育精装版研究进展 ,包括葫芦脲的分子设计与合成 、离子和分子识别 、键合的热力学性质 、分子组装及其功能的必威体育精装版研究概况.关键词 葫芦脲 ,分子/ 离子识别 ,热力学性质 ,分子组装Molecular Recognition and Assembly of CucurbiturilL IU , Yu ΞHAN , Bao2Hang( Department of Chemistry , N ankai University , Tianjin 300071)AbstractThis article reviews the research progress of cucurbituril as a type of synthetic acceptor in recent years ,including the advances in the molecular design and synthesis of cucurbiturils , their ion/ molecule recognition , binding thermodynamics , molecular assembly and the function of the formed assemblies.Key wordscucurbituril , molecular/ ion recognition , binding thermodynamics , molecular assembly超分子化学或主客体化学是当今化学研究的一个热门领域 ,其中以主体( 受体) 对客体( 底物) 的分子识别和组装则 是超分子化学的核心研究内容. 在天然和人工合成主体中 , 人们对冠醚 ( crown ether) 1 、环糊精 ( cyclodextrin) 2 、杯芳烃 ( calixarene) 3 及葫芦脲( cucurbituril) 4 等几类主体化合物 ( 图1) 进行了大量的研究. 一 个 有 趣 的 现 象 是 : 冠 醚 是 由 于Pedersen 偶然的”基本性发现”而被重视起来 , 虽然环糊精自1891 年发现以来研究持续不断 , 但也只是到了二十世纪五 六十年代才有了长足的发展. 杯芳烃最早于 1872 年被合成 , 但 Gustche5 于二十世纪八十年代初优化出一步法合成杯芳 烃的成熟路线 ,启动了杯芳烃化学的迅猛发展. 而葫芦脲也 早于 1905 年6 被合成出来 , Freeman 和 Mock 等7 于二十世 纪八十年代初重新研究了这个合成反应 ,确定了其结构 , 作 为主体化合物进行了研究. 总之 ,尽管它们均早已被制得 ,但 均因发轫于作为主体对客体的配合作用而发展起来. 目前葫 芦脲的研究已发展成为一个重要的研究领域.尽管已有专著对葫芦脲作过介绍8 ,但由于尤其是其分 子组装研究的迅猛发展 ,本文拟就葫芦脲的合成、分子识别 以及分子组装的必威体育精装版研究进行全面的综述.图 1 几种主体化合物的结构示意图Figure 1 Molecular structures of several host ( receptor) compounds1合成1 905 年Behrend 等6 报道由甘脲和甲醛反应得到了一Ξ E2mail : yuliu @public . tpt . tj . cnReceived April 1 , 2002 ; revised J une 17 , 2002 ; accepted J uly 4 , 2002 .国家自然科学基金(No . 2999259028) 、教育部高等学校骨干教师( 教技司2000 66 号) 和第三世界科学院(No . 992399 RG/ CHE/ AS) 资助项目.140有 机 化 学Vol . 23 , 2003种新型的大分子环状化合物 ,但仅确定其经验式为 ( C10 H112N7O4·4 H2O) . 二十世纪八十年代 Freeman 等7 重新研究了这 个反应 , 确 定 了 该 大 分 子 环 状 化 合 物 的 结 构 , 并 且 表 明 Behrend 由该大环化合物与多种金属盐所形成的晶状加合物 实际上是包结配合物. 谱学数据以及元素分析表明其化学计 量式为 C6 H6N4O2·2 n H2O , 从硫酸溶液中得到了其酸式硫酸 钙配合物 , X 射线衍射分析的晶体其组成为 ( C6 H6N4O2 ) 3 · CaSO4·H2 SO4·( H2O) 6. 5 , 其有机部分是一种二甲桥甘脲的环 状六聚