文献综述

1987年，诺贝尔化学奖对Pederson,Cram和Lehn的表彰让全世界认知了超分子化学，由原来在”象牙塔”一隅的科研，逐步走向了普通大众世界。与其直接相关的自组装科学和纳米科学等也成为世界关注的中心。作为超分子化学的一个重要领域#8212;#8212;主客体化学，也越来越受到科学界和工业的重视。近年来，超分子化学家们致力于研究和开发新主题化合物，来满足主客体化学研究、发展和应用的需要。作为传统的主体化合物，例如冠醚、环糊精、杯芳烃和葫芦脲等等已在分子识别等领域得到初步的应用。其中，由间位桥联苯酚结构形成的杯芳烃类化合物，甚至可用来识别放射性重金属元素。但是，因为具有”杯”状或者”篮”状结构和种类繁多的异构体，使杯芳烃的母体结构在修饰功化官能团之前很难和客体分子形成稳定的主客体包合物，在一定程度上限制了它在主客体识别化学中的应用。

图1.柱芳烃结构

2008年，Ogoshi和Nakamoto等人发现了一种通过对位桥联苯酚形成、结构对称的”柱”型大环超分子的主体化合物#8212;#8212;柱芳烃（图 a）。目前，已合成并研究的柱芳烃化合物主要是五元和六元结构。其中，五元柱芳烃化合物的空腔尺寸类似于α-环糊精（0.5 nm）。由于具有独特的化学和空间结构，柱芳烃类化合物综合了多种已有主体化合物的特色和优势。例如，其化学组成类似杯芳烃，但是由于具有高度对称的结构，它可以不经过复杂的修饰就能识别特定结构的客体分子；它对客体分子的识别能力类似于葫芦脲，并且制备方便、提存简便；桥联苯环结构两侧有羟基等容易修饰位点，使它的化学修饰方法类似于环糊精。此外，由于具有特殊的溶解性质，柱芳烃可以在有机溶剂里面有效地进行主客体识别，是对比如环糊精和葫芦脲等等已有主体分子识别领域的研究的有效补充。

1、柱芳烃的结构与构象

1.1 柱芳烃结构

柱 [n] 芳烃是由对苯二酚或者苯二酚醚通过亚甲基桥在苯环的对位连接成的一类环状低聚物，是一类新型的主题分子，它的结构和［l5］对位连接的环番是类似的，在端基为苄醇的线性五聚前体制备的（合成路线见 图1.1）。采用类似的方法，可以制得亚甲基对位连接的［l6］环状六聚物，但是到现在为止文献报道的产率都不是很高，由于受亚甲基桥键角张力的影响，［l4］对位环番不可以稳定存在的。

图 1.1 ［l5］二聚二甲苯的合成

柱芳烃在空间结构上是由圆柱状存在而并不是锥式构象的杯芳烃，它具有更加刚性的骨架，而在几何结构上同葫芦［n］脲较类似( 图1.2 ) 。 葫芦［n］脲的结构想要进一步修饰比较困难，然而，由二烷基取代的柱［n］芳烃由于1，4位的取代基可在温和的条件下离去，所以可以进一步官能化，这与杯［n］芳烃比较相似。