超分子化学导论：模板和自组装.pdf

模板和自组装 模板和自组装 超分子络合物自身组装 （Supramolecular complex assembles itself) 由易制备的小分子组分程序化地自动组合形成更大更复杂的聚集体。 为在通用的平板印刷技术和分子世界可得的组分与结构规模之间的差 距架起桥梁具有非常重要的潜在作用。 在电流电子和化学技术之间架起桥梁： 工程微小化（engineering down) 合成扩大化（synthesizing up) 自组装与自复制 kary B. Millis利用聚合酶链反应，以少量寡核苷酸为模板 复制生成大量的寡核苷酸，获1993年诺贝尔化学奖。 一些重要术语 一些重要术语 模板化（templating ），自组装（self-assembly ），自组织（Self- organization ） 使预程序化成分或构造子(tecon)按照特定的方式，自发地聚在一起，形 成组装体，该组装体在纬度和时间上呈现一维、二维或三维结构。 分子自组装：涉及在特殊合成过程中共价键的 形成，组装体受反应中间体的立体化学和构造 特性控制。 超分子自组装：在分子间形成的相对易变的、 非共价键作用控制下的，有限数量的构造子的 定向识别的、自发可逆的结合。系统形成热力 学最有力结构。 关键特点：可逆性，具有自修复和缺陷改正的 潜能。 生物化学自组装 烟草花叶病毒 严格自组装 严格自组装 共价修饰的自组装 共价修饰的自组装 合成体系中的自组装 合成体系中的自组装 一个热力学模型-锌卟啉络合物自组装 一个热力学模型-锌卟啉络合物自组装 Kclosed = [环]/[单体]n Kopen = [n 聚体]/[(n-1)聚体][单体] 有效物质的量浓度，EM = Kclosed/Knopen 临界自组装浓度(csac)：闭环结构开始 自组装的最小浓度。 含有较少单体单元（n ）的大环比较 稳定，随着n值增大，稳定度变差 自组装配位化合物 自组装配位化合物 两种自组装形式： 分散的聚集体 聚合物 键的位点：汇聚或发散 超分子立方体 超分子立方体 分子方和分子箱 分子方和分子箱 稳定性差的金属离子和高浓度易生成互锁型 三维自组装胶囊 三维自组装胶囊 金属阵列的自组装 金属阵列的自组装 闭合络合物的氢键自组装 闭合络合物的氢键自组装 网球与垒球 对客体分子的包裹 对客体分子的包裹 更大的胶囊-垒球 更大的胶囊-垒球 巨型自组装胶囊 巨型自组装胶囊 由二维图形到三维空间 莲座状分子（rosettes） 莲座状分子（rosettes） 使莲座状结构稳定化的方法 索烃和轮