超分子化学简介

1、第六章无机化学研究的前沿(4小时)凤庆用研究领域：环境友好农药制剂研究纳米材料在农药中应用的研究，主要内容6.1超分子化学6.2富勒烯化学6.3纳米粒子6.4碳纳米管，即具有特定的相行为和比较明确的微观结构和宏观特征。分子中超分子与分子间结合的关系等于原子中分子与共价键的关系。6.1，超分子化学的基本概念，分子间力(2-30kJmol-1，方向力，诱导力，色散力)分子间的弱相互作用分子间力，也称为范德瓦尔斯力。非极性分子之间：在色散力极性分子和非极性分子之间：在色散力、诱导力极性分子之间：在色散力、诱导力、方向力、分子间作用力的多样性和复杂性、生命物质等重要作用和影响下，超分子化学的内容迅速扩

2、大。化学的各个分支，以及物理、物理、6.2、超分子研究对象：分子间非共价键的相互作用使分子结合，形成比分子本身复杂得多的化学物种。超分子化学是研究分子社会行为和分子间结合的化学。在古典化学中，分子的结合是共价键(或配位键)。从某种意义上说，超分子化学削弱了有机化学、无机化学、生物化学、催化科学、材料科学的界限，强调了具有特定结构和功能的超分子体系，将四大基础化学(分析化学和物理化学)有机地融合在一起。为分子、材料学、生命科学的发展开辟了新的道路，提出了21世纪化学发展的重要方向。6.3，超分子相互作用力，超分子相互作用力它也是超分子体系中广泛存在并发挥重要作用的分子结合。计算表明，典型累积作用

3、的强度约为2KJ.mol-1，早期研究认为，累积作用是电子在共体(D)和受体(A)之间交换的结果。因为这个理论能有效地解释累积作用中常见的所谓电荷转移(Charge-Transfer)。并非所有-累积效果都能产生CT吸收。范德华力没有方向性和饱和性，范围小于1nm，可以起到比化学键小1至2倍左右的作用。超分子相互作用：阳离子相互作用阳离子相互作用实质上是静电作用。在带正电荷的正离子和双键电子之间形成，身高可以在5-80 kJ mol-1之间。气相上，K和苯的相互作用约为80 kJ mol-1，而K和单个水分子的结合只有75 kJ mol-1。K溶于水比苯大，在水中，K可与多个水分子作用，在苯中

4、，可环绕K周围的苯分子较少，有机阳离子-相互作用，阴离子-相互作用，固体的紧密作用，仇恨溶剂效应，疏水效应-熵增效应，熵效应-累积作用和静电作用(a)静电作用盐耦合正负离子R-COO H3N-R正负群离子偶极作用偶极作用，1 .能量因子，(b)氢键现有氢键x Cl郑智薰传统氢键X-H X-HM X-。熵增因子，(a)螯合效应：螯合配位体形成的复合体比同配位原子的单配位体形成的复合体稳定的效果。co(NH3)62 co(en)32 logk 5 . 1 13 . 8 ni(NH3)62 ni(en)32 logk 8 . 7 18 . 6，(b)大环效应：与螯合效应相关的能量因素和熵因素，log

5、 GIS，6.7，晶体工程1。概念和特征，概念：许多晶体将控制超分子化学原理、方法、分子间作用的策略应用于晶体，形成晶体工程。晶体工程是通过分子积累设计和制造具有特殊、多样、特定性质的新晶体。特征：(A)研究晶体超分子(B)分子间的相互作用，可以直接使用X射线晶体学研究，结论明确可靠。(C)设计方案中，不仅晶体的分子排列在空间中，还可以同时考虑强、弱的相互作用。(D)设计的物种包括单组和多组系统。(E)在主宾配合物形式的超分子中，主体孔可以由多个分子组成。2 .晶体工程的战略，(A)风格的设计选择了原子或基团(节点)结合的方向性、双功能配体(连接杆)的长度、大小和性质，构建了多种风格的超分子，

6、如下图所示。(B)合成子的设计，形成比较强、稳定的分子相互作用的物种，形成杆、带、环、层的集合体。通过羧酸之间的氢键，是一个很好的例子：(a，b)一维带状；(c)二维层；(D)三维骨架，一维链一维带状二维层三维骨架，(C)多个组件构成利用各个组件之间的相互作用性能构建多个组件晶体。(C2H5)4N HCO3-(NH2)2CO2H2O晶体中HCO3-(NH2)2CO2H2O的分层结构(麦松威，荔枝的研究结果)，3 .晶体工程建设范例，(A) AgC(4-C6H4CN)4BF4xPhNO2晶体的AgC(4-C6H4CN)4结构单位，(B)甲烷型，金刚山(CH2)6()，2 .分离，(A)尿素分离n

7、-烷和异烷，(b)使用p-tert-丁酯calixarene 8从C60和C70混合物中纯化C60，超分子的应用主客体系统，v. balzani，f，超分子应用分子自组装，y.liu，m. Zhao，d . e . Berg breiter . j . fig . 2 . schematic illustration of the ph-switchable oofat low ph it is positively charged and excludes cations but passes anions；And at intermediate ph，it passes bo

8、th cations and anions，催化剂应用，纳米尺寸，纳米微环境形成，催化剂活性中心可变性，减少金属催化剂损失，分子结构精确控制，Fig.7 approaches高密度表面基团经过修饰，改变了水溶性和针对性作用。毒性低，通过扩散和生物降解实现药物释放。分子设计实现了生物相容性和可降解性。R. Duncan，l . izzo . advanced drug delivery reviews . 2005，57，2215，改性为聚乙二醇的外部聚芳醚树单分子胶束，疏水内层和亲水外层，水溶液中非常，fig.9，药物载体m.liu，k.kono，j . m . j .基因向量，u. boas

9、，p . m . h . heegaard . chem . SOC . rew . 2004，33，43.d.a. to Malia M. Fischer，F. ，许多表面组和腔：能增加造影剂复合物数量的完美结构，大分子大小M. chatter JEE，W. yang，m. sekido，l.a.diop，R. muller，j.j. sudimack，r癌症治疗，fig . 14 schematic presentation of an EDA core 3rd generation pamam dend rimer G3-de(1)，na (CH3) 3 nb 10h8 NCO (2.fig . 15 . the photo-responsi