设计和合成几种典型的新型冠状化合物,包括含联吡啶功能基、联喹啉功能基等冠醚,通过简单的配位方式构筑多环功能性超分子组装体,进而通过金属离子尺寸、价态等特征调控组装体形成。研究冠状化合物及其组装体结构与功能之间的关系及其所具有的特殊物理化学性能,阐述识别和组装过程的热力学和动力学起源,探讨组装过程中的一般规律,使冠状化合物这一类简单的有机分子向复杂的超分子体系方向发展。这对于超分子化学的发展具有及其重要的意义。
该项目设计合成了一系列开链冠醚、硒杂冠醚、环糊精连接冠醚以及功能取代基的二苯并-24-冠-8衍生物,进而系统研究了这些合成受体键合碱金属、碱土金属离子、有机分子以及富勒烯的配位选择性和热力学参数,从热力学的观点阐述其对离子/分子的高选择性关系;用超分子化学方法构筑了由金属离子媒介的冠醚-环糊精协同自组装体、通过钾离子调控的冠状化合物组装的通道状的超分子聚集体、通过酸碱控制的具有生色传感功能的分子开关、客体诱导的水溶性磺化杯芳烃的双分子胶囊以及通过葫芦脲调控的多聚轮烷等,进而研究分子组装过程的机理和控制因素。这些研究不仅使合成受体这一类简单的有机分子向复杂的超分子体系方向发展,而且对于超分子化学的发展具有重要的意义。以上成果发表研究论文24篇,其中在SCI源刊上的23篇(影响因子大于3.0的9篇),申请国家发明专利1项,出版论著1部。