摘 要

主客体分子之间通过弱相互作用而组装是当今最热门的超分子化学的研究领域之一。葫芦[n]脲（CB [n]）是“第四代大环化合物”，它是由甘脲和多聚甲醛在酸性条件下缩合而成，含有疏水性空腔和端口的羰基，这种独特的内部腔体和端口结构使得CB [n] 在研究分子组装，分子识别，分子催化，药物包覆和污水处理等方面有巨大的应用前景。席夫碱是由醛酮与胺通过加成脱水形成的含碳氮双键的化合物，具有结构简单的特性，也正是这些特征使得席夫碱具有较强的络合金属离子的能力。在研究主客体化学方面有着重要的作用。

本文以含氨基侧链的席夫碱染料与葫芦脲构筑了一个具有颜色变化的pH调控的准轮烷，通过核磁确证在不同的pH条件下，含氨基侧链的席夫碱染料与葫芦脲的包结位置。

关键词：pH调控; 席夫碱；葫芦[n]脲；准轮烷

Study on the assembly and recognition properties of Schiff base dyes containing amino side chains ⊂ Cucurbituril

Abstract

The assembly of host and guest molecules through weak interactions is one of the most popular fields of supramolecular chemistry today. The Cucurbit [n] urils (CB [n]) is the "fourth generation macrocyclic compound", it is prepared by condensation of glycoluril with paraformaldehyde in acidic conditions, and contains hydrophobic cavity and port carbonyl, This unique internal cavity and port structure makes CB [n] a great application prospect in the study of molecular assembly, molecular recognition, molecular catalysis, drug delivery and wastewater treatment. Schiff base is a compound containing a carbon-containing double bond formed by the addition and dehydration of aldehydes and ketones with an amine, it has a simple structure that make Schiff base have a strong ability to complex metal ions, has an important role In the study of the host and guest chemistry.

In this paper, assembly of a Schiff base dye containing amino side chain and cucurbituril build a the pH-controlled pseudorotaxane with color changing. The inclusion position of Schiff base dye containing amino side chain ⊂ Cucurbituril was verified by nuclear magnetication at different pH conditions,

KEYWORDS: pH-Controlled; Schiff base； Cucurbit [n] urils； Pseudorotaxanes

目录

摘 要 I

Abstract II

1.1 超分子化学的发展与研究 1

1.2主体葫芦[n]脲的结构和特性 2

1.3 以CB[n]为主体的主客体化学的研究进展 5

1.3.1葫芦[7]脲/丫啶橙做探针 5

1.3.2 分子开关 6

1.3.3以CB[6]为主体的主客体包结物 6

1.3.4 以CB[5]和CB[10]为主体的主客体包结物 8

1.4 主客体包结常用研究方法 9

1.4.1核磁共振法 9

1.4.2 紫外-可见光谱法 10

1.4.3 荧光和磷光发射光谱法 11

1.5 本课题研究的内容和意义 12

第二章 实验部分 13

2.1试剂与仪器 13

2.2实验步骤与结果分析 14

2.2.1 A⊂ CB[7]准轮烷包结特性 14

2.2.2 pH调控A⊂CB[7]准轮烷包结特性的荧光分析 15

2.2.3 pH调控的A⊂CB[7]准轮烷包结位点的核磁分析 15

2.3 文章小结 16

第三章 结论与展望 18

3.1 结论 18

3.2 展望 18

参考文献 19

致谢 22

第一章 文献综述

1.1 超分子化学的发展与研究

超分子化学（Supramolecular chemistry）一般指的是等于或者多于两种的分子和离子等，利用分子之间非共价键作用将他们结合在一起，（并且这些分子间非共价键相对强度较小而且可逆，这些作用力非常常见就是我们所说的静电力、范德华力、分子间偶极作用、氢键、配位键和亲疏水作用等）这就形成了一门具有一定结构和特别功能的化学。而我的论文主题就是超分子化学不可缺少的一部分。

在20世纪30年代，“超分子”的字样逐渐的展现在科研人员的面前。五十年代后，科研人员才慢慢开始重视这一概念对于科学研究的重要性，在发现重要性之后大批研究人员自然而然的开始他们的探索之路。冠醚化合物大家一定不会陌生，而它就是在这一时期研究而成。美国杜邦公司的CJ Pedersen (佩德森)教授在1967年首次发现^[1]，紧接着便开始了冠醚的主体研究之路，CJ Pedersen (佩德森)教授可以说是超分子化学第一人吧，由于当时还没有人提出了主题对象的概念。而这一观念首次出现在人们面前是由美国科学家D.J. Cram (克来姆)教授讲出来的，接着法国科学家JM Lehn又第一次将“超分子化学”（Supramolecular chemistry，SMC）这个定义提出来并将其详细描述和解释让科研人员进一步对这一概念有了更深一步的理解。 1987年，上述三位科学家由于对化学研究方面所做出的重大贡献获得了诺贝尔化学奖，这一重要奖项也是SMC研究迈入新纪元的重要标志。

20世纪90年代以来，大批科研学者对生物系统中的SMC问题在分子水平方面进行了细致研究，其中以SMC对主题对象的研究进展尤为迅速。 SMC研究最重要的便是对分子识别也取得了重大进展。 在这一个多世纪之前，E.Fisher教授曾以“锁与钥匙”的关系来生动形象地描述分子识别的概念^[2]。 现在，研究人员更好地了解了分子识别的概念，通过对分子间相互作用的理解能够更好地解释更多的问题，分子间力是指彼此之间分子间的非共价键，从而产生一个特定的 分子之间或受试者之间的功能。 该过程由两个方面组成：第一，由于分子的大小或形状差不多，导致互相认可; 二是通过非共价键分子间的相互作用力产生识别^[5]。