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化学通报 2008年第11期71卷 809-815页

作者：周其忠何春林翟春熙黄飞鹤浙江大学化学系杭州310027

超分子化学为现代有机合成提供了新思路,把超分子化学的研究成果引入其中,可以合成得到用传统有机合成方法不可能得到的新型拓扑结构分子。本文概述了轮烷、索烃和其它新型机械互锁结构分子的模板合成的新进展。

关键词：模板合成准轮烷轮烷索烃机械互锁结构

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柱芳烃机械互锁结构的制备及功能化

化学进展 2019年第4期31卷 491-504页

作者：薛敏范芳芳杨勇陈传峰浙江理工大学物理系杭州310018 北京分子科学国家实验室北京100190

柱芳烃是一类具有柱状空腔结构的大环主体,近年来逐渐成为主客体作用构筑超分子体系的重要模块之一。柱芳烃家族包含柱[5]芳烃到柱[15]芳烃等成员,其中柱[5]芳烃为热力学稳定产物,合成产率最高;其次为柱[6]芳烃。柱[5]芳烃或柱[6]芳烃... 详细信息

柱芳烃是一类具有柱状空腔结构的大环主体,近年来逐渐成为主客体作用构筑超分子体系的重要模块之一。柱芳烃家族包含柱[5]芳烃到柱[15]芳烃等成员,其中柱[5]芳烃为热力学稳定产物,合成产率最高;其次为柱[6]芳烃。柱[5]芳烃或柱[6]芳烃可做为主体,参与构筑[1](准)轮烷、[1](准)索烃等机械自锁结构,以及[n]轮烷(n≥2)、[2]索烃、雏菊链等机械互锁结构;体系中独立分子之间存在相对运动,如轮烷中柱芳烃在轴线上可以进行穿梭运动;丰富的衍生基团赋予柱芳烃互锁结构相应的功能,如手性翻转、荧光共振能量转移、超分子凝胶、Langmuir膜、催化反应等,甚至基于柱芳烃轮烷还可构筑更复杂的树枝状分子。本文综述了柱芳烃超分子互锁体系的研究进展,详细阐述了基于柱芳烃的互锁结构的合成方法及其功能化并讨论了其在构筑分子器件及其他超分子复杂体系方面的应用前景。

关键词：主客体化学柱芳烃机械互锁结构轮烷索烃

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网状框架中的机械互锁结构

化学学报 2020年第8期78卷 746-757页

作者：王友付刘航海朱新远上海交通大学化学化工学院变革性分子前沿科学中心上海200240

网状框架具有结晶而延伸的多孔结构,不仅能将多种构筑模块按预期的方式有序组织形成介观材料,也因其可调控的精确结构成为研究基础科学问题的良好平台.机械互锁结构是利用分子间的机械作用将多种分子结合起来以协同实现复杂功能的分子... 详细信息

网状框架具有结晶而延伸的多孔结构,不仅能将多种构筑模块按预期的方式有序组织形成介观材料,也因其可调控的精确结构成为研究基础科学问题的良好平台.机械互锁结构是利用分子间的机械作用将多种分子结合起来以协同实现复杂功能的分子集合体.将网状框架与机械互锁结构结合不仅能实现机械互锁结构的高维度有序组装以协同实现更复杂的分子机器的功能,也有望对更有应用前景的固相中机械互锁结构间的相互作用和微观机理有更深入的认识.本综述介绍了网状框架与机械互锁结构结合的研究领域的重要进展,第一部分在分别简要介绍网状框架和机械互锁结构的基础上阐述了两个领域结合的意义和策略;第二部分主要介绍了机械互锁结构作为构筑模块参与网状框架构建的系统性和代表性工作,包括含轮烷和索烃的构筑模块;第三部分则是介绍由机械互锁作用为主要相互作用构筑的网状框架,包括弹性编织框架和机械互锁框架,最后对全文进行总结并对该领域的后续发展方向予以探讨.

关键词：金属有机框架共价有机框架机械互锁结构弹性编织框架机械互锁框架

金属配位与主客体识别协同组装构筑机械互锁结构

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化学进展 2015年第6期27卷 763-774页

作者：叶杨林喆萍金雯露王淑萍吴静李世军杭州师范大学材料与化学化工学院杭州310036

机械互锁结构是一类具有独特性质的超分子实体,不但在拓扑学上具有重要的意义,而且是制备分子机器的结构基础,它们在纳米技术、生物、材料等领域有着巨大的应用前景。本文概述了通过配位作用组装制备轮烷、索烃及其他机械互锁结构研究... 详细信息

机械互锁结构是一类具有独特性质的超分子实体,不但在拓扑学上具有重要的意义,而且是制备分子机器的结构基础,它们在纳米技术、生物、材料等领域有着巨大的应用前景。本文概述了通过配位作用组装制备轮烷、索烃及其他机械互锁结构研究的新进展,着重关注以金属配位作用作为一种构建方式与主客体识别协同组装制备机械互锁结构。由于金属配位键具有易成键、动态可逆、可调控等优点,采用金属配位作用构建机械互锁结构不仅可以大大地提高制备效率,而且有利于实现对机械互锁分子的可逆调控。

关键词：主客体化学配位自组装轮烷索烃机械互锁结构

基于双间苯-32-冠-10三桥穴醚的机械互锁结构及金属配位的[3]准轮烷的研究

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基于双间苯-32-冠-10三桥穴醚的机械互锁结构及金属配位的[3]准轮...

作者：李金英浙江大学

学位级别：硕士

轮烷和索烃作为机械互锁结构的典型代表,由于其特殊的拓扑学结构和性质以及在分子电子和纳米技术方面的广泛应用,引起了科学工作者广泛的关注。准轮烷是构建高级拓扑结构如轮烷和索烃的基本构建模块,因此设计合成新型准轮烷,轮烷和索烃... 详细信息

轮烷和索烃作为机械互锁结构的典型代表,由于其特殊的拓扑学结构和性质以及在分子电子和纳米技术方面的广泛应用,引起了科学工作者广泛的关注。准轮烷是构建高级拓扑结构如轮烷和索烃的基本构建模块,因此设计合成新型准轮烷,轮烷和索烃体系具有重要的意义。穴醚,作为新一代超分子主体化合物,由于其结合位点的增多以及与客体络合时空间结构的预组织效应使其与客体间的络合能力是相应冠醚的103-104倍,因此越来越多的被用来构筑多种功能化组装体。本论文主要包括以下两部分：第一部分研究工作发展了一种高效合成机械互锁结构的方法。利用百草枯(paraquat)衍生物与双间苯-32-冠-10冠醚衍生物在溶液或固体状态下都可以形成三明治夹心结构的模板导向作用和醛胺缩合动态键的高效性制备了一个基于双间苯-32-冠-10的双氨基冠醚,在paraquat衍生物模板存在时它可与2,6-吡啶二醛生成动态准轮烷、轮烷和索烃。用UV-vis、1H NMR、ESIMS和X-射线单晶衍射等多种方法研究并证明了准轮烷,轮烷和索烃的形成。第二部分研究工作设计并合成了一个基于双间苯-32-冠-10的三桥穴醚大环主体,该大环主体可以与多种客体按1：1的比例络合生成[2]准轮烷,核磁、质谱以及单晶衍射都证明了准轮烷的形成。而且由于其第三条链上的吡啶氮原子朝向穴醚空腔外,因此可以与金属铂的化合物配位进而合成双穴醚大环主体,该双穴醚大环主体也可和多种客体按1：2的比例络合生成[3]准轮烷。

关键词：超分子化学穴醚准轮烷机械互锁结构金属配位

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配位驱动自组装制备机械互锁结构

配位驱动自组装制备机械互锁结构

全国第十七届大环化学暨第九届超分子化学学术研讨会

作者：李世军叶杨朱彬 Peter J.Stang 杭州师范大学材料与化学化工学院 Department of Chemistry University of Utah

＜正＞多组分多作用协同组装是超分子化学领域最具挑战性的课题之一。在前期工作基础上,我们将过渡金属配位驱动自组装和冠醚主客体化学相结合,在配位键、氢键、π-堆积、电荷转移等多重非共价键作用的协同下,采用4种不同的化合物共10... 详细信息

＜正＞多组分多作用协同组装是超分子化学领域最具挑战性的课题之一。在前期工作基础上,我们将过渡金属配位驱动自组装和冠醚主客体化学相结合,在配位键、氢键、π-堆积、电荷转移等多重非共价键作用的协同下,采用4种不同的化合物共10个组分自组装形成了一系列[3]索烃:首先利用杂配位驱动自组装将1,2-

关键词：配位驱动自组装冠醚主客体识别索烃机械互锁结构

来源： cnki会议评论

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金属-聚合物表面微纳形态的构筑与研究

材料导报 2024年第19期38卷 270-278页

作者：魏彦平魏凤春朱青松刘琦郭子涵河南工业大学材料科学与工程学院郑州450001

界面结合强度一直是限制金属-聚合物异质构件发展的重要因素之一。在金属表面构筑微纳结构有利于改善界面物理、化学性能,提高金属-聚合物界面的结合强度。本文以金属表面处理工艺为切入点,综述了异质界面结合机理以及不同的表面处理工... 详细信息

界面结合强度一直是限制金属-聚合物异质构件发展的重要因素之一。在金属表面构筑微纳结构有利于改善界面物理、化学性能,提高金属-聚合物界面的结合强度。本文以金属表面处理工艺为切入点,综述了异质界面结合机理以及不同的表面处理工艺对界面结合效果的影响。首先,介绍了具有表面微纳形态的金属与聚合物之间产生作用力的三种机理。其次,讨论了较为常用的表面处理工艺以及不同表面处理工艺对微纳结构形态与界面结合特性的影响。最后,总结和分析了现有金属表面微纳结构的制备方法,对金属-聚合物异质构件中的表面处理问题提出了新的展望。本文对金属表面结构和异质构件性能之间的关系进行了系统的阐述,可为新型金属-聚合物表面微纳形态的构筑与研究进展提供理论依据。

关键词：异质构件连接表面处理微纳米结构界面结合机械互锁结构表面结构

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基于冠醚衍生物的索烃化学

有机化学 2012年第12期32卷 2265-2275页

作者：沈健芬于雪涛叶余原陈仁尔蒋华江周其忠台州学院化学系台州317000

索烃,作为一种基本的机械互锁结构,由于其在拓扑学上的重要性、分子性质的独特性、以及在功能性纳米材料和人工分子机器等方面的潜在应用性,从而受到了科学界的广泛关注.随着模板导向合成法的建立,具有不同拓扑结构和功能的索烃分子被... 详细信息

索烃,作为一种基本的机械互锁结构,由于其在拓扑学上的重要性、分子性质的独特性、以及在功能性纳米材料和人工分子机器等方面的潜在应用性,从而受到了科学界的广泛关注.随着模板导向合成法的建立,具有不同拓扑结构和功能的索烃分子被成功的合成与研究.作为第一代大环主体的冠醚化合物更是被广泛的应用于索烃的制备.因此,系统地介绍了基于冠醚衍生物的索烃化学的进展.

关键词：超分子化学机械互锁结构冠醚衍生物索烃

通过界面工程调控弹性体纳米复合材料力学性能的计算模拟研究

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通过界面工程调控弹性体纳米复合材料力学性能的计算模拟研究

作者：高乃申北京化工大学

学位级别：硕士

基于弹性体及其复合材料的力学增强,本论文采用粗粒度分子动力学模拟,讨论了材料的分子结构对体系力学性能的作用机制,重点探究了机械互锁结构和双分布接枝链结构的弹性体纳米复合材料,主要内容为:(1)机械互锁结构弹性体纳米复合材料。... 详细信息

基于弹性体及其复合材料的力学增强,本论文采用粗粒度分子动力学模拟,讨论了材料的分子结构对体系力学性能的作用机制,重点探究了机械互锁结构和双分布接枝链结构的弹性体纳米复合材料,主要内容为:(1)机械互锁结构弹性体纳米复合材料。我们成功构造了具有机械互锁结构的弹性体纳米复合材料,该结构主要由两端官能化的接枝链接枝在同一个纳米颗粒的表面形成环状结构,进而让自由基体链穿进环中并与之紧密缠结形成互锁结构。通过调控基体链的刚柔性以及接枝环的结构,获得了理想的基体链穿进接枝环并与之缠结的结构状态,且在拉伸过程中该结构能够稳定存在。与此同时,我们发现该机械互锁结构不仅能够增强接枝链与基体链之间的界面相互作用,还能促进基体链间的缠结,提高基体链与基体链之间的相互作用强度,进而显著改善弹性体复合材料的拉伸力学性能。特别地,与传统的线性接枝复合材料相比,该机械互锁结构体系的拉伸性能可提高约770%,表现出显著的力学增强效应,这为设计与制备具有优良力学性能的新型弹性体纳米复合材料提供了新的思路。(2)双分布接枝链填充弹性体纳米复合材料。我们在每个纳米颗粒的表面均匀接枝了长度不同的聚合物链,然后再与基体链混合均匀。发现,在接枝链珠子总数不变的情况下,随接枝长链长度的增加,接枝密度降低,接枝链的空间位阻减小,导致纳米颗粒的分散性变差,但却表现出相近的力学性能。且具有相同接枝珠子总数的单分布与双分布接枝链对于体系界面相互作用的贡献是相同的,也呈现相似的力学性能。因此,我们认为体系的力学性能与接枝珠子总数密切相关,或者说接枝链长度与密度之间的协同效应导致体系的力学性能并没有显著的差异。此外,在接枝密度不变的条件下,随接枝长链长度的增加,纳米颗粒的分散性良好,聚合物链的延展性变好,体系膨胀,聚合物网络的密度降低,总的非键相互作用降低,导致拉伸力学性能单调下降。本工作将为调控弹性体复合材料的力学性能提供理论支撑。

关键词：弹性体纳米复合材料机械互锁结构双分布接枝链力学性能分子动力学模拟

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基于多肽的杂合超分子水凝胶的制备

基于多肽的杂合超分子水凝胶的制备

作者：于莉重庆大学

学位级别：硕士

水凝胶是能够吸收大量水介质的物理或化学交联的聚合物网络,具有独特的三维网状结构,在材料化学上具有广泛的应用。通过多肽自组装形成的超分子水凝胶结构简单,容易合成,生物相容性和生物可降解性好。和传统的聚合物水凝胶相比,多肽水... 详细信息

水凝胶是能够吸收大量水介质的物理或化学交联的聚合物网络,具有独特的三维网状结构,在材料化学上具有广泛的应用。通过多肽自组装形成的超分子水凝胶结构简单,容易合成,生物相容性和生物可降解性好。和传统的聚合物水凝胶相比,多肽水凝胶具有特有的二级结构,同时非共价相互作用具有动态可调节性,可赋予多肽水凝胶独特的刺激响应性,具有优良的性能和功能多样化,是纳米医学上理想的生物材料。但由于多肽水凝胶的氨基酸数目少、分子量低,导致其机械强度低,往往难以达到生物医学应用要求。所以如何提高自组装肽水凝胶材料的机械强度是目前研究的重点。常用的方法有构建双网络凝胶体系及和聚合物结合形成杂合多肽水凝胶。杂合水凝胶是指至少含有两种或两种以上不同分子体系通过自由基聚合、偶联、点击化学等物理或化学方式连接形成的水凝胶聚合网络。有研究表明将天然聚合物和合成聚合物结合可通过协同作用结合各组分的优良性能,克服单一组分的缺点。杂合多肽水凝胶是将多肽链和聚合物结合形成更加复杂,机械性能更好的的纳米纤维网络,同时多肽会赋予水凝胶良好的生物相容性,促进其在生物医学上的应用。超分子化合物由于其独特的性能优点,在构建结构复杂的功能型聚合材料上具有潜在的价值。目前大多数超分子水凝胶主要是通过互补的非共价键作用以一维方式自组装形成纤维网络结构,以这种方式形成的水凝胶机械强度低、易脆、容易被外力破坏。基于此,本课题利用杂合水凝胶的原理通过多种非共价键相互作用及分子识别相互作用,将多肽自组装、主客体分子识别、多重氢键等超分子相互作用用于构筑基于多肽的杂合水凝胶。本文将赖氨酸（K）、丙氨酸（A）、谷氨酸（E）按照一定的电荷排列模式形成通过静电相互作用进行自组装的离子型多肽,然后在多肽序列中引入基于冠醚的主客体机械互锁结构,同时通过冠醚单元的官能团化引入基于脲基嘧啶酮（UPy）多重氢键作用体系,期望通过主客体机械互锁结构将静电作用和多重氢键体系结合起来,以期形成机械强度高、生物相容性好的三维水凝胶材料,用于生物医学应用,促进杂化超分子水凝胶材料的发展。

关键词：杂合水凝胶多肽机械互锁结构