【摘要】：通過超分子大環(huán)及其相應(yīng)的客體分子構(gòu)筑具有一定功能的超分子組裝體是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工作。與傳統(tǒng)的合成化學(xué)相比,超分子化學(xué)的優(yōu)勢(shì)在于能夠通過主-客體之間的特異性識(shí)別和組裝,以一種簡(jiǎn)便的方式來調(diào)控組裝體的形貌和功能。在本論文中,我們研究了三種具有疏水空腔的大環(huán)主體葫蘆脲、雷索烴和環(huán)糊精與功能性客體之間的超分子作用,并且探討了超分子組裝體在靶向給藥和污水處理中的應(yīng)用。具體內(nèi)容如下:1.概述了超分子化學(xué)的發(fā)展背景以及常見的幾種超分子大環(huán)主體,重點(diǎn)介紹了葫蘆脲和環(huán)糊精的結(jié)構(gòu)、識(shí)別組裝以及在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用,最后綜述了近兩年大環(huán)共價(jià)交聯(lián)體系在膜材料制備中的應(yīng)用。2.合成了芐基咪唑共價(jià)修飾的微管靶向多肽(BP),通過微管靶向多肽-微管蛋白之間的相互作用以及芐基咪唑-CB[8]之間的主-客體絡(luò)合作用來有效調(diào)控微管之間的聚集,從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和體內(nèi)腫瘤的消融。3.以雷索烴(MC4RA)和對(duì)苯二甲酰氯(TC)為原料,采用界面聚合法制備了具有超薄、致密、無孔隙結(jié)構(gòu)的大環(huán)納米交聯(lián)聚合膜(p TC-MC4RA),該膜不僅對(duì)不同的溶劑具有高的滲透性,而且能選擇性地分離水中的有機(jī)陽離子染料。另外,通過摻雜策略,我們制備了與p TC-MC4RA膜結(jié)構(gòu)相似的p TC-HPC-MC4R膜,該三元共聚交聯(lián)膜能夠原位過濾和降解飲用水中的大腸桿菌,這對(duì)除去并殺死飲用水中的細(xì)菌具有重要意義。4.合成了2-硝基芐酯修飾的β-環(huán)糊精和金剛烷修飾的透明質(zhì)酸,通過環(huán)糊精和透明質(zhì)酸上修飾的金剛烷之間的主-客體相互作用構(gòu)筑了具有光控、靶向和生物相容性的超分子納米粒子,研究了該納米粒子對(duì)疏水藥物喜樹堿的有效負(fù)載和靶向光控釋放。
【圖文】：

在分子層面上控制運(yùn)動(dòng)的技術(shù)�！边@為超分子化學(xué)的發(fā)展提供了新的方向。大環(huán)是一類很重要且很特殊的超分子主體化合物，目前常用的超分子大環(huán)主體主要有冠醚、環(huán)糊精、葫蘆脲、雷索烴、杯芳烴及柱芳烴（圖1.1），這些大環(huán)主體都有其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及功能，，能夠和一些特定的客體分子進(jìn)行特異性識(shí)別和鍵合，或者組裝成具有一定功能的聚集體，在材料、生物、環(huán)境等方面都有一定的應(yīng)用。本課題組關(guān)于這幾類超分子大環(huán)主體做了一系列創(chuàng)新性

同的空腔體積和入口尺寸導(dǎo)致了不同的分子識(shí)別特性。葫蘆脲分子主要識(shí)別無機(jī)和有機(jī)兩大類的客體分子，在此主要討論葫蘆脲對(duì)有機(jī)客體分子的識(shí)別。如圖 1.3 所示，具有最小空腔的 CB[5]能把 N2等小分子包結(jié)在空腔里，并在入口處與 NH4+和 Pb2+等陽離子有很強(qiáng)的結(jié)合，兩個(gè) NH4+陽離子能被完全包封在 CB[5]的端口處。CB[6]能與質(zhì)子化二氨基烷烴（+NH3(CH2)nNH3+, n = 4-7, Ks > 105M-1）形成非常穩(wěn)定的配合物，與質(zhì)子化芳香胺（如對(duì)甲基芐胺）形成中等穩(wěn)定的配合物（Ks = 3 102M-1），但是與鄰位和間位的甲基芐胺卻不能形成包合物，CB[6]還能在水溶液中包結(jié)四氫呋喃和苯等中性分子。CB[7]則能與較大的客體分子形成絡(luò)合物，比如 CB[7]能與咪唑修飾的萘類化合物（BDIN）形成 1:1 的配合物，還能與質(zhì)子化的金剛烷胺以及甲基紫精（N,N-二甲基-4,4-二吡啶, MV2+）以 1:1的比例結(jié)合，中性分子比如二茂鐵和碳硼烷在水溶液中也很容易被包封在 CB[7]的空腔中。CB[8]擁有更大的空腔，足夠包結(jié)兩個(gè) BDIN 分子以形成 1:2 的絡(luò)合物，或者兩種不同的客體分子，如 MV2+和 2,6-二羥基多巴胺（HN）形成 1:1:1的絡(luò)合物，CB[8]空腔大到也可以包結(jié)另外的大環(huán)比如大環(huán)多胺和環(huán)四癸烷。下面就葫蘆脲與不同客體分子的識(shí)別與組裝進(jìn)行舉例分析[13]。
【學(xué)位授予單位】：南開大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O641.3;TQ460.4;R318

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本文編號(hào)：2633321