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超分子化学是近年来的研究热点,其中环糊精作为第二代主体化合物广泛地应用在分子识别和组装过程中。本论文基于环糊精衍生物、卟啉和单壁碳纳米管构筑多功能纳米材料,展示了其在制备和应用中的独特性质;另一方面合成了环糊精衍生物,并初步考察了其对于特定客体分子的识别行为。具体研究内容如下:
1.简要介绍了超分子化学的概况,并着重对环糊精和碳纳米管的分子识别和分子自组装方面所取得的代表性成果和最新进展进行了评述。
2.设计合成了四苯基卟啉修饰的壳聚糖链,通过壳聚糖链非共价修饰单壁碳纳米管,构筑纳米超分子组装体。超分子组装体结构通过紫外可见光谱、原子力显微镜、透射电镜、拉曼光谱、热稳定性试验和X-射线光电子能谱得到了表征。通过稳态荧光光谱、时间分辨荧光光谱和循环伏安法研究了卟啉基团和单壁碳纳米管之间的光诱导电子转移行为。同时研究了两个主体化合物对组装体光诱导电子转移行为中能量利用效率的调节能力,发现二(2-甲基吡啶)胺修饰环糊精对卟啉的键合能力较弱,对组装体的能量利用效率几乎没有影响;而全甲基化环糊精(PMCD)对卟啉分子的键合能力较强,当加入过量的全甲基化环糊精时,全甲基化环糊精能够减少卟啉基团在光诱导电子转移行为中的能量损耗,从而在一定程度上提高光诱导电子转移行为中的能量利用效率。
3.设计合成了配合锌离子(Zn2+)的二(2-甲基吡啶)胺(Zn(Ⅱ)-Dpa)单元修饰的环糊精衍生物,初步考察了其对核苷多磷酸盐三磷酸腺苷和5-二磷酸腺苷的识别能力。