设计和合成一系列硫杂功能基修饰环糊精和含二茂铁等基团的臂式冠状化合物,利用不同的调控手段将硫杂环糊精吸附到金表面,进而以高分子链或金属离子为模板将吸附于金箔表面的环糊精组装为纳米线,或以功能冠状化合物、菲咯啉、富勒烯等有机分子为桥将环糊精修饰的金溶胶粒子组装为纳米微球。利用多种现代测试技术研究硫杂环糊精在金表面的分子识别和组装行为,阐明硫杂环糊精及其在金表面形成的组装体的特殊物理化学性能,研究分子识别和组装过程的热力学起源,揭示功能分子结构与性能之间的关系,探讨环糊精在金表面组装过程及其向高级组装结构发展的一般规律,在分子识别和构筑具有特定功能的有序高级结构方面进行创新,为超分子化学向纳米科学方向发展提供新的途径,这对于超分子化学的发展具有重要的科学意义。
本项目设计合成了一系列含硫、硒、氧、氮等杂原子的修饰环糊精,利用多种光谱技术和分子模型方法确定其结构和构型。用各种现代谱学等先进技术手段研究新型功能基修饰环糊精与一些有机和生物小分子的作用机理和化学计量。进而采用光谱和量热滴定等手段研究新型功能基修饰环糊精与客体分子包结配位作用的键合常数和热力学参数,从热力学的观点阐述其对客体分子的高选择性关系。在分子识别的基础上,利用硫-金之间的强键合作用,将硫杂环糊精吸附于金纳米粒子的表面,进而研究分子组装过程的机理和控制因素,考查硫杂功能基环糊精修饰金纳米粒子的特殊物理、化学及生物功能。这些研究不仅使有助于基于环糊精的超分子体系向复杂的纳米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。以上成果在SCI收录期刊上发表研究论文30篇(影响因子大于3.0的14篇),申请国家发明专利1项。