基于环糊精的分子组装PPT课件.ppt

二 基于环糊精的分子组装 1 基于天然环糊精的分子组装基于单修饰环糊精的分子组装基于桥联双环糊精的分子组装 2 环糊精与2 2 联吡啶形成头对头通道结构及其联吡啶骨架 环糊精与2 2 联吡啶和4 4 联吡啶的键合能力及其组装行为 3 环糊精与4 4 联吡啶形成头对头通道结构及其联吡啶骨架 4 a b a 环糊精与2 2 联吡啶以及与 b 4 4 联吡啶在水溶液中的可能结构 5 J Org Chem 2004 69 10 3383 3390 在25 C的水溶液中 环糊精与联吡啶包结络合作用的稳定常数 KS 自由能变化 G 焓变 H 和熵变 T S 6 通过环糊精 有机分子和金属离子构筑多聚轮烷示意图 通过 环糊精与4 4 联吡啶的包结络合物与二价镍离子的配位作用构筑多聚轮烷 Angew Chem Int Edit 2003 42 28 3260 3263 7 联吡啶 环糊精包合物1以及聚轮烷2的核磁氢谱 8 聚轮烷2的STM图象 9 聚轮烷2的TEM图象 10 a b 聚轮烷2的 a 低倍 和 b 高分辨率TEM图象 11 由 和 环糊精与联吡啶包结配合物构筑的拥有多金属中心的线性假聚轮烷 Inorg Chem 2006 45 7 3014 3022 12 环糊精 联吡啶包合物1 3在25 C水溶液中的圆二色光谱 环糊精 联吡啶包合物1 3可能的构象 13 环糊精 联吡啶包合物 a 1和 b 3在D2O中的ROESY光谱 混合时间200ms 14 假聚轮烷4的TEM图像 假聚轮烷4的高分辨TEM图像 c 假聚轮烷6的TEM图像 d 假聚轮烷6的高分辨TEM图像 ab cd 15 a 假聚轮烷6的STM图像 b a图的局部放大图 c b图的3D图像 d b图和c图的线装轮廓图 16 Chem Mater 2006 18 18 4423 4429 以Co2 和Zn2 配位中心和环糊精 联吡啶包结配合物构筑的纳米构建物 17 TheTEMimagesofpolypseudorotaxaneaggregation2 showingthesquarenanostructures 18 TheTEMimagesofpolypseudorotaxaneaggregation3 showingtherodnanotructures 19 TheTEMimagesofpolypseudorotaxaneaggregation4 showingthesquarenanotructures 20 TheTEMimagesofpolypseudorotaxaneaggregation5 showingtherodnanotructures 21 TheTEMimagesofpolypseudorotaxaneaggregation6 showingtherodnanotructures 22 TheTEMimagesofpolypseudorotaxaneaggregation7 showingthesquarenanostructures 23 a Themolecularmodelingstructureofashortoligomerofthepolypseudorotaxanes b Possibleassemblymodefornanosquaresuperstructureofpolypseudorotaxanes c Possibleassemblymodefornanorodsuperstructureofpolypseudorotaxanes 24 Thecolorsofpolypseudorotaxanes2 blue 3 pink and4 pink 25 SyntheticrouteofAuNPaggregation2 Org Lett 2006 8 7 1267 1270 以金纳米离子为中心的多聚 2 轮烷 26 Synthesisofrotaxane cappedgoldnanoparticle4 27 a c TypicalTEMimagesof4 Thesizelabelsare20nmfor a and b 10nmfor c d size dependenthistogramof4 28 通过 环糊精的包合物直接制备含共轭体系的超分子聚轮烷 29 超分子聚轮烷及其高分子链的合成途径 1 2 30 具有 头 头 通道结构的包合物2的晶体结构 31 a 聚轮烷3在石墨基底上的STM图象 b 对应的三维图象 c 它的示意图 Macromolecules2004 37 17 6362 6369 32 从双吡啶钌 环糊精轮烷构筑超分子聚轮烷 33 1HNMRspectraofRu bpy 2Cl2 bottom CD BPD middle andcomplex1 top inD2O 34 TEMimageof2 35 a Tridimensionaland b planarSTMimagesofassemblies2 36 Fluorescencespectra a Ru bpy 2Cl2 b complex1and c assembly2inphosphatebuffersolution pH7 2 at25 C 37 FluorescencespectraofRu bpy 2Cl2 complex1andassembly2insolidstate Chem Commun 2005 13 1702 1704 38 富勒烯调控的内锁式环糊精 卟啉双聚轮烷 39 TEMimagesof4 40 STMimageoftheendof4onHOPGsurface Macromelecules 2005 38 22 9095 9099 41 环糊精封端的聚轮烷及其组装行为 假聚轮烷1 聚轮烷2和聚集体3的制备 Macromolecules2005 38 13 5838 5840 42 a 假聚轮烷1和 b 聚轮烷2在DMSO d6的核磁光谱 43 a 假聚轮烷1 0 6毫克 毫升 b 聚轮烷2 0 6毫克 毫升 和 c 聚集体3 0 6毫克 毫升 在pH7 4的水溶液中的紫外 UV vis 谱图 44 45 聚集体3的TEM图像 46 SyntheticrouteofAuNPaggregation2 Macromol RapidCommun 2005 26 5 401 406 巯基修饰环糊精假聚轮烷调控的金纳米粒子超分子组装 47 a High resolutionTEMimageof3 and b size dependenthistogramsforAuNPs3 48 a TypicalTEMand b high resolutionTEMimagesof2 and c sizedependenthistogramsforAuNPsinaggregate2 49 DNA cleavageabilityof2inphosphatebuffer pH7 4 at25 C 1 DNA 2 DNA 2 50 环糊精假聚轮烷与金纳米粒子形成的超分子聚集体 作为富勒烯的捕获器 J Am Chem Soc 2005 127 2 657 666 51 Au 52 TEMimagesof a Aucolloidparicles b Au PPRaggregates5 c 6 d 7 e g high resolutionTEMimagesof e 5 f 6 g 7 h TEMimageofAu PPRaggregate8 53 Time dependentUV Visspectraofaggregate6 0 3mg mL Thecurvesfromtoptobottomcorrespondtothegradualincrementoftime 0 1 2 3 5 10 15 20 25 32 45 60 90 120 150 180 190min 528nm 665nm 54 Sedimentationratesofaggregates5 7denotedbytheSPRintensitiesofaggregates5 0 1mg mL 6 0 3mg mL and7 0 6mg mL 55 捕获富勒烯 UV Visspectraof a aggregate8 0 2mg mL and b 60 fullerene absorbedaggregate8inaqueoussolution 将20 3毫克的富勒烯 60 加到10毫升饱和的聚集体8的溶液中 混合物室温搅拌12h 不溶的物质离心除去 得到的上层清液减压旋干 所得的吸附有富勒烯 60 的固体真空干燥 56 富集能力检测 实验结果表明1毫克的聚集体8可以富集1 83毫克的富勒烯 60 在控制试验中 1毫克的聚集体6只能富集0 08毫克的富勒烯 60 而金溶胶和假聚轮烷2 4未表现出对富勒烯 60 的富集能力 这些溶解实验都重复了3遍 误差在10 以内 将2 3毫克的聚集体8溶于1毫升的水中 然后向该溶液中加入5 0mg的富勒烯 60 混合体系超声反应10分钟 不溶的富勒烯 60 离心收集 真空干燥 称重 57 DNA切割实验 AgarosegelelectrophoreticpatternsofplasmidDNA Thereactionsamplescontained2 0 gofpBR322plasmid Line1 noreagentin50mMTris HClbuffer pH7 4 Lines2and5 2 5 g LofPPR2 Lines3and6 2 5 g Lof8 Lines4and7 2 5 g Lof8 C60system Lines1 4 incubatedinthedarkfor6h Lines5 7 incubatedundervisiblelightirradiationat20 Cfor6h Electrophoresiswasperformedbyusing1 agarosegelcontainingethidiumbromide 0 5 g L 58 双纳米管的有序高级结构 双纳米管的制备途径 59 TEMspectrumofbis moleculartube s20 60 AFMspectrumofbis moleculartube s20 a tubularstructure b rectanglescomposedoffour cyclodextrinunits ab NanoLett 2001 1 11 613 616 61 由环糊精与杯芳烃的分子间相互作用构筑纳米线 NanoLett 2002 2 4 257 261 62 STMimagesofthesupramolecularaggregates a linearassemblies b host guestinclusioncomplexescomposedoffour cyclodextrinsandacalix 4 areneunits ab 63 TEMimagesofthesupramolecularaggregates 64 SEMimagesof a calixarene b cyclodextrinand c thesupramolecularaggregates a b c 65 通过桥联双环糊精的选择性键合控制纳米线的致密性 Chem Lett 2003 32 10 884 8845 66 STMimagesof a Nanowires5 a 67 假聚轮烷有序高级结构的构筑 Macromelecules2002 35 27 9934 9938 68 TheSTMimageof a 3and b itschematicstructure 69 TheSTMimageof a c 4and b itschematicstructure 70 金属桥联环糊精调控的水溶性超分子富勒烯组装体 富勒烯 C60 拥有一个球形的 电子体系 表现出有趣的磁性 超导 电子和生物化学性能 然而由于富勒烯在一般有机溶剂中低的溶解性和几乎不溶于水的特点极大的限制了它的性能开发于应用 71 富勒烯组装体的制备途径 Angew Chem Int Edit 2004 43 20 2690 2694 72 金属桥联双环糊精2与富勒烯组装体3的紫外 可见光谱图 73 金属桥联双环糊精2 上图 与富勒烯组装体3 下图 的核磁共振光谱图 74 金属桥联双环糊精2 a 在石墨基底上的STM图象 b 图象的线性轮廓 c 局部图 d 它的示意图 75 富勒烯组装体3 a 在石墨基底上的STM图象 b 图象的线性轮廓 c 它的示意图 76 富勒烯组装体3的TEM图象 77 被富勒烯组装体3蚀刻的琼脂糖凝胶电泳图 线1 Tris HCl缓冲溶液中没有切割剂 线2和5 含有20 moldm 3的桥联双环糊精1 线3和6 含有20 moldm 3的金属桥联双环糊精2 线4和7 含有73mgdm 3的富勒烯组装体3 线1 4 20oC下可见光照射6小时 线5 7 暗室里孵育6小时 78 含有杯 4 芳烃和环糊精的金属帽式聚轮烷及其对Ca2 的高选择性 金属帽式聚轮烷的制备途径 79 a b 金属帽式聚轮烷在石墨基底上的 a STM图象 和 b 它的高分辨STM图象 80 金属帽式聚轮烷的TEM图像 81 在25 C的水溶液中聚轮烷与金属离子包结络合作用的有效键合常数 KES 和吉布斯自由能 G 变化 82 金属帽式聚轮烷键合金属离子示意图 Chem Comm 2004 20 2266 2267 83 水溶性的环糊精修饰金纳米粒子作为 60 富勒烯的循环萃取器 环糊精修饰金纳米粒子2的制备 84 环糊精修饰金纳米粒子2对 60 富勒烯的循环萃取路线 85 a 代表性的2的高分辨TEM图像 b C60诱导的2的组装体的低分辨TEM图像 c C60诱导的2的组装体加入2 金刚烷醇后的代表性的高分辨TEM图像 abc 86 a 2 0 1mg mL 的紫外光谱 b C60 2组装体 0 1mg mL 的紫外光谱 c C60 2组装体水溶液的甲苯萃取液的紫外光谱 87 C60诱导的环糊精修饰金纳米例子聚集体示意图 Chem Commun 2005 33 4208 4210 88 由多金属桥联环糊精形成的双假聚轮烷以及其分子组装的热力学起源 89 双假聚轮烷的制备途径 90 桥联双环糊精1 a 在石墨基底上的STM图象 b 局部放大图 c 它的