芳基酰胺类分子有机凝胶及其自组装微纳米结构

发布时间：2020-12-27 18:28

　　芳基酰胺类衍生物是构建自组装纳米材料中应用最广泛的构筑基元之一,它的自组装主要是依靠π-π堆积和氢键相互作用来完成的。其中,π-π堆积作用在很多自组装体形成过程中有着举足轻重的作用,而芳基酰胺类衍生物中的芳基平面是形成π-π堆积作用的主要基团。与此同时,互补氢键是最重要的非共价相互作用之一,被广泛应用于构建微纳米体系。在酰胺基团形成的氢键作用中,一般来说N-H作为氢键给体,C=O作为氢键受体,提供了一个强的（大约2.0 A）和定向的互补氢键相互作用。芳基酰胺类衍生物由于较强的分子间作用力,被应用在制备各种维度和尺度的微纳米结构上。通过合理设计,其组装体被赋予各种各样的功能,在刺激响应性材料、光电材料和生物材料应用方面展现出较大的潜力,引起了人们的持续关注。在本论文中,我们设计、合成了一系列基于芳基酰胺类结构的有机小分子构筑基元,并制备了多种功能性自组装微纳米结构。尤其对有机构筑基元自组装形成的有机超分子凝胶、多级自组装行为控制和形貌转变进行了深入研究,并对这些超分子结构的形成机理及分子堆积方式进行了讨论与总结。此外,我们还拓展并深入研究了该自组装体系在智能材料设计和油品污染处理等领域的... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：155 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１?ａ）?２－脲基嘧啶酮（ＵＰ）聚合物的化学结构；ｂ）基于ＵＰｓ的本体聚合物的??适应性；ｃ）聚合物示意；ｄ）二聚ＵＰ结合元的子型

疏水相互作用最近被证明能引起化学性质的巨大改变。例如，由有机配体和??铁离子（ＩＩ）在水中自组装形成的分子笼，其疏水空腔可以包埋可自燃的白磷（Ｐ４），??使其对空气稳定（图１－３）。１４这是由于疏水的Ｐ４和空腔之间存在强的主客体相??互作用（尺寸和形状匹配），从而阻止了Ｐ４被释放到溶液中。同时，由于空腔尺??寸的影响，不能同时容纳Ｐ４和〇２或其他氧化物种，避免了磷的氧化。在不破坏笼??子的情况下，通过加入竞争的客体分子（如苯），可以控制磷的释放。基于这些??特征，该体系可用于制备储存和释放敏感分子的新材料。??４??

??百??图１－２?ａ）疏水粒子（红色）的空间填充尺寸与甲焼分子相似。对于其中的单个水分子，??都可以很容易地形成４个氢键。ｂ）包含１３５个类甲烷颗粒的疏水簇，由半径大于ｌｎｍ的??近似球单体形成六角紧密堆积。其中的水分子不是典型的本体水分子，不能绕疏水区域??运动，通常只能形成三个或更少的氢键。??疏水相互作用最近被证明能引起化学性质的巨大改变。例如，由有机配体和??铁离子（ＩＩ）在水中自组装形成的分子笼，其疏水空腔可以包埋可自燃的白磷（Ｐ４），??使其对空气稳定（图１－３）。１４这是由于疏水的Ｐ４和空腔之间存在强的主客体相??互作用（尺寸和形状匹配），从而阻止了Ｐ４被释放到溶液中。同时，由于空腔尺??寸的影响，不能同时容纳Ｐ４和〇２或其他氧化物种，避免了磷的氧化。在不破坏笼??子的情况下


本文编号：2942258