文献综述

1. 引言

超分子化学，是从 20 世纪六七十年代兴起的一门新的化学学科。与分子化学不同，分子化学是研究原子之间的共价键相互作用，而超分子化学是研究分子间的非共价键相互作用，超分子化学是多个分子依靠分子间相互作用生成一个主-客体化合物。

早在 20 世纪 30 年代”超分子”一词就已经提出,但却未在受到科学界的重视。1967 年 C.J. Pedersen 合成了冠醚。基于对冠醚的基本性质的发现，C.J.Pedersen 开创了主-客体化学的先河。1987 年诺贝尔化学奖授予了 C.J Pedersen (佩德森)、J.M Lehn (莱恩)、D.J Cram (克来姆)三位化学家，来表彰他们在超分子化学理论研究方面的开创性工作，从而标志着化学的发展进入了一个崭新的时代。90 年代以后，超分子化学在主客体化学方面迅猛发展，主体对客体的分子识别以及分子组装成为超分子化学研究内容的重要组成部分。近年来，随着超分子化学研究的蓬勃发展，有目的针对客体化合物设计尺寸、形状及能量匹配的、高选择性主体化合物的分子识别研究，已成为极具极富挑战的课题。目前超分子主体经历了从冠醚到环糊精，到杯芳烃再到葫芦脲四代具有特定内腔的穴状化合物。由于与冠醚、环糊精以及杯芳烃相比，葫芦脲更易合成，具有更高的识别特异性，更好的选择性。这就使得葫芦脲逐渐成为近年来各国学者积极研究和应用性探索的热点。

2. 葫芦脲

2.1目前的发展状况

由于葫芦脲同系物及衍生物都是高度对称的葫芦状( 或瓜状) 结构，内部有一个疏水的空腔，上下两端各有一个同样大小的端口，端口处围绕分布着多个羰基，形成了阳离子结合位点。当其与有机分子相互作用时，端口的众多羰基氧原子能与有机分子质子化部分键合，其内部的疏水空腔可容纳有机分子的疏水部分。由于其笼体效应和端口效应的相辅相成作用，因而根据环和空腔的大小使其可以选择性地包合多种大小不同的无机或有机分子，进而形成稳定的

超分子主客体包合物，故使葫芦脲不仅在 21 世纪的热点学科，如生命科学、能源科学、材料科学、环境科学、信息科学、纳米科学及仿生学等领域彰显出广阔的应用前景，而且在众多经典学科领域，如化学、生物学、催化科学、生物化学、生物物理、物理学等领域有着广泛的应用，同时在应用领域如食品、化妆品、香料、日用化工产品、染料、农药等领域应用广泛。不仅如此，其在工业、农业、国防、军工及医药学等领域均有着重要的应用价值。由此不难看出，葫芦脲促进了上述学科领域的产生和发展，其二者相互促进，相得益彰。由于人们对葫芦脲化合物研究的不断深入，目前已形成为一门新兴的热门边缘学科#8212;#8212;#8212;葫芦脲化学。

2.2葫芦脲的结构与特性

CB[n]是不同甘脲单元通过亚甲基连接而成的穴状化合物(图1)。CB[n] (n = 5、6、7、8)的结构参数如表1所示。CB[n]的空腔疏水，两端开口且大小相同，两头小中间大且由羰基环绕而成。CB[n]结构具有刚性，进行主客体结合时有出色的结合强度和结合选择性。CB[n]能够通过空腔的疏水作用、羰基的氢键作用等来结合各种有机分子。由于CB[n]不同大小尺寸对结合选择性有很大影响，因此CB[n]选择极性和尺寸大小合适的客体分子形成包结物。CB[n]的热稳定性比较高，溶解性比较差，一般难溶于有机溶剂和水，溶于强酸^（1、2）。

图 1葫芦脲结构