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文档简介

1、光驱动分子梭,分子梭作为分子机器的一种主要类型, 实际上是一个轮烷结构体系, 由一个环状分子和一个线型分子组成,线型分子贯穿环状分子的内腔,并且线型分子的两端连有大的阻挡基团, 可以防止环状分子脱离线型分子。,在外界特定刺激的作用下, 环状分子可以在两个阻挡基团之间沿着线型分子做活塞式运动。 分子梭的输入是通过以下反应进行的: (1) 能引起共价超分子结构中双键发生异构化的反应; (2) 能引起形成或破坏分子间的作用键( 包括氢键)的酸碱中和反应和氧化还原反应; ( 3) 能引起形成或破坏超分子体系中配位键的形成与断裂的金属 -配体反应。,能使发生以上各种反应来驱动分子梭发生运动的能量输入方式

2、有很多种,如化学驱动(包括酸碱驱动、 氢键作用和配位作用等) , 电化学驱动和光化学驱动等。由于操纵化学驱动型分子梭运动会使体系中产生化学废物,同时制备相应分子器件时也会有很多麻烦, 研究者现在趋向于采用在分子梭工作过程中不产生任何副产物的电化学和光化学控制型分子梭。特别值得一提的是, 光控型分子梭用光作为输入信号, 具有很多优点如: 光束容易控制,不产生废弃物; 光束的截面积很小, 有利于缩小器件的体积; 响应速度快。,典型的光驱动分子梭体系中, 客体分子通常含有偶氮苯、乙烯双键和二苯乙烯等单元, 用不同特定波长的光照射使这些单元发生可逆的异构化反应,从而来推动被包结的主体大环分子发生可逆的

3、线形运动。该领域的研究已取得一些进展, 如Anderson、田禾 等报道的基于环糊精和偶氮苯( 或二苯乙烯) 的分子梭体系。,光驱动环糊精分子梭的定向合成,由于环糊精两端都可以套进单体杆状物中, 一般情况下, 对环糊精主体、客体不管是从大口的方向, 还是从小口的方向进入环糊精的腹腔, 这两种的几率相差不大。如果客体分子不对称, 在合成时就会有两种环糊精取向不同的异构体。,两种定向合成不对称环糊精轮烷型分子梭的方法: 一是热力学控制定向合成法。即通过一个含有萘酰亚胺-二苯乙烯的长链中间体化合物与-环糊精进行热力学控制的包结反应, 首先形成一个构型单一的类轮烷复合物, 随后与另一含苯硼酸的阻挡基团发生Suzuki 偶联反应生成了一个构型单一的环糊精轮烷R1。,二是硼酸识别定向合成法： 由于硼酸基团对环糊精大口端的二醇单元具有识别作用, 首先通过环糊精从大口端定向包结含有长链的硼酸化合物来形成构型单一的类轮烷复合物, 然后再与含碘苯的阻挡基团中间体发生Suzuki 偶联反应生成了构型单一的 轮烷分子梭R2。,两个不同取向的光控环糊精轮烷型分子梭同分异构体 首先分别对-环糊精两端的不同种羟基( 小口端为伯羟基, 大口端为仲羟基) 进行了修饰, 连接以偶氮苯单元, 得到了偶氮苯单元修饰的-环糊精衍生物。分

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