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Gibson等人于1999年首次报道了基于二苯并32-冠-10的穴醚,并发现它与简单的冠醚相比,对于客体百草枯分子具有更强的络合能力,为构筑稳定的超分子体系奠定了很好的基础。近年来,基于冠醚的穴醚与有机客体分子的主客体化学得到了广泛的研究。目前很少报道基于二苯并冠醚的二酰胺穴醚,并且研究的客体绝大多数是有机盐。因此本课题组合成了新型的二酰胺穴醚,并且探究了它与中性有机分子的非共价键作用。 本文的研究具体内容包括以下三个部分:一、合成了不同空腔大小的二酰胺穴醚5和10,分别通过氢谱,碳谱,低分辨质谱和元素分析进行结构测定和表征。并获得了它们的单晶,发现穴醚的空腔中都包含丙酮分子,丙酮分子中的氧原子与酰胺上的质子以及吡啶环上的质子形成氢键(图Ⅰ)。表明了二酰胺穴醚能与中性有机分子相互作用的可能性。二、通过核磁共振氢谱、低分辨质谱、单晶X射线衍射分别研究了穴醚5和穴醚10与中性有机分子GT1、GT2、GT3和GT4的络合行为和结构关系。研究发现主客体之间相互作用都是快速交换体系、化学计量比为1∶1、形成[2]准轮烷的结构。获得了[2]准轮烷10·GT2和10·GT3的单晶结构(图Ⅱ)。通过非线性拟合计算了主客体之间的络合常数,穴醚5和不同客体之间的络合能力大小顺序如下:GT2>GT4>GT1>GT3,而空腔较大的穴醚10和不同客体之间的络合能力大小顺序如下:GT4>GT3>GT2>GT1,穴醚10与GT4相互作用的络合常数最大达到3.0×105M-1。很明显取代基甲基的存在对络合常数有着增强作用,对于不同主体与相同客体相互作用时形成不同的络合能力的差别的可能原因是主客体之间尺寸的匹配性。 三、以核磁共振氢谱作为检测手段,研究了[2]准轮烷分子在酸碱环境下的组装行为,证实二酰胺穴醚10能与中性客体分子GT1、GT2、GT3和GT4能够组装成为酸碱控制的[2]准轮烷型的分子机器。加入三氟乙酸后客体中的氮原子质子化,主客体之间的主要氢键消失,客体从穴醚空腔中解离出来;然后加入三乙胺,氮原子去质子化,主客体之间又会形成准轮烷。