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胆酸是人和动物体内普遍存在的一种双亲性分子,以其作为结构单元可以合成各种各样的功能性分子。其中基于胆酸的伞形分子(也称分子篮),具有能够形成可翻转的疏水、亲水性空腔的性质,在药物运输、分子封装等方面具有潜在的应用价值。本文设计并利用点击化学(click chemistry)合成了一系列基于胆酸的三臂、四臂分子篮,并通过红外光谱、核磁共振光谱、质谱和元素分析等现代分析表征手段对所合成的分子进行了结构鉴定。由于胆酸分子具有亲水面和疏水面,这些基于胆酸的分子篮可以在极性溶剂中形成疏水性空腔,在非极性溶剂中形成亲水性空腔,且当改变所处溶剂的极性时,分子篮可以发生构象转变。基于胆酸的三臂分子篮中1,2,3-三唑基团的位置对分子篮的性质有很大影响。当1,2,3-三唑基团在分子篮的手臂顶端时,分子篮易与Cu2+络合从而导致空腔内的芘分子发生荧光淬灭,但其在混合溶剂中发生构象转变较为困难。当1,2,3-三唑基团在分子篮的手臂末端时,其构象转变不受影响,但分子篮与Cu2+的络合能力相对较弱,不能促进空腔内芘发生荧光淬灭,且其与Cu2+的络合对芘进入疏水空腔的影响不大。三臂分子篮trimer 1,不但能够在水溶液中形成疏水空腔包裹一个芘分子,而且其手臂顶端含有的三个1,2,3—三唑基团可以与重金属离子络合,从而导致空腔内的芘分子发生荧光淬灭。实验中,1μM重金属离子即可使芘的荧光强度发生明显降低,因而trimer 1与芘的络合物在作为重金属离子检测器方面有很广阔的应用前景。此外,trimer 1与Zn2+的络合物可以用来模拟金属水解酶,其催化对硝基苯酚乙酸酯的水解速率比空白提高1000倍以上,且其催化过程与天然酶的催化过程类似,都符合米氏方程。利用电子顺磁共振技术对分子篮与Cu2+的络合的研究表明,分子篮的手臂数目及1,2,3-三唑基团的位置对络合有影响：顶端含有1,2,3-三唑基团的三臂分子篮的三个手臂可以同时络合一个Cu2+,且Cu2+位于分子篮所形成的疏水空腔顶部；在顶端含有1,2,3-三唑基团的四臂分子篮中,由于空间位阻的影响,只有三个手臂可以同时络合一个Cu2+。另外,当1,2,3-三唑基团位于分子篮的手臂顶端时,分子篮与Cu2+的络合较强；当1,2,3-三唑基团位于分子篮的手臂末端时,分子篮与Cu2+的络合较弱。