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摘 要

主客体化学为如今超分子化学新兴领域中的核心研究内容，其中主体分子对客体分子的识别与组装是其中的重点。葫芦脲（CB[n]）由多个甘脲分子通过亚甲基相连而成，其两端开口，内部含有空腔，被称为第四代主体大分子。由于其独特的结构形状，CB[n]在分子识别、分子组装等领域有光明的研究前景。V型二苯乙烯型染料作为一种有机染料有着广泛的用途。由于V型染料分子受到两个分支臂端之间狭小空间限制，使这种V型客体分子仅能同时与一个葫芦脲分子发生组装。

本文通过荧光光谱滴定研究了含β-萘氧基V型二苯乙烯型染料VD4与CB[7]的组装特性和包结情况。利用荧光滴定确定了准轮烷的构成，通过荧光滴定线性拟合确定了其摩尔包结比为1:1，并测得其包结常数K_VD4⊂CB[7]= 7.825×10⁵L/mol。

不同芳氧基V型客体分子的包结常数，其大小次序为K_VD1⊂CB[7]gt;K_VD2⊂CB[7]gt;K_VD3⊂CB[7]gt; K_VD4⊂CB[7]， VD5的二甲氨基臂端与CB[7]未形成了包结，上述K值的大小与立体位阻大小是一致的。

关键词：超分子化学 葫芦[7]脲 V型二苯乙烯型染料 组装

Study on the assembly and properties of 2-naphthlyoxy V type stilbene dye ⊂ CB[n]

ABSTRACT

The host-guest chemistry is the core research content in the emerging field of supermolecular chemistry.The identification and assembly of the guest molecules by the host molecules is the focus of research. Cucurbituril (CB[n]) is composed of a n glycoluril molecules linked together via methylene groups. Both ends of the cucurbituril (CB[n]) are open and contain cavities inside. It is called the fourth-generation main macromolecule. Due to its unique structure and shape, CB[n] has bright prospects in molecular recognition, molecular assembly and other fields. The V-type stilbene dye has a wide range of uses as an organic dye. Because the V-type dye molecules are limited by the narrow space between the two branch arms, this V-type guest molecule can only be assembled with one cucurbituril molecule at the same time.

In this paper, the assembly characteristics and inclusion of V type stilbene dye with 2-naphthlyoxy VD4 and CB[7] were studied by fluorescence titration. The construction of pseudorotaxane was determined by fluorescence titration. The curves of fluorescence titration was used to determine its molar ratio of 1:1 and its inclusion constant K_VD4⊂CB[7]= 7.825×10⁵L/mol. The order of inclusion constant was K_VD1⊂_CB[7]gt; K_VD2⊂_CB[7]gt; K_VD3⊂_CB[7]gt; K_VD4⊂_CB[7], and VD5 did not form the assembly. Results show that The size of the K value is consistent with the magnitude of the steric hindrance.

KEYWORDS: Supramolecular chemistry; Cucubit[7]uril; V type stilbene dye; assembly

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

目 录 III

第一章 文献综述 1

1.1 超分子化学 1

1.2 葫芦脲 2

1.2.1 葫芦脲的结构与性质 2

1.2.2 葫芦脲的组装 3

1.2.3 基于葫芦脲组装的轮烷与准轮烷及调控 4

1.3 葫芦脲的应用研究 7

1.3.1 分子开关 7

1.3.2 载体 8

1.3.3 反应容器 9

1.3.4 污染物/染料的吸附 9

1.4 二苯乙烯型染料 10

1.4.1二苯乙烯型染料的性能 10

1.4.2常见的二苯乙烯型染料的类型 11

1.5 主客体化学中常用的研究手段 12

1.5.1 核磁共振法 12

1.5.2 荧光发射光谱法 12

1.6 本论文的研究目的及主要内容 12

第二章 实验部分 14

2.1 引言 14

2.2 试剂与仪器 15

2.2.1 实验试剂 15

2.2.2 实验仪器 15

2.3 实验方法 15

第三章 结果与讨论 17

3.1 染料分子VD4的光谱特性 17

3.2 VD4⊂CB[7]的荧光滴定 18

3.3 VD4⊂ CB[7]准轮烷包结特性 18

3.4 分子模拟 19

3.5 小结 21

第四章 结论与展望 22

4.1 结论 22

4.2 展望 22

参考文献 23

致谢 25

第一章 文献综述

1.1 超分子化学

超分子化学是化学的一门分支，研究起源于生物体系内部及大环化合物的合成性能研究等。相较于传统化学所研究的共价键，超分子化学以相对强度较小且可逆的分子间非共价键作用力（如氢键、金属配位、疏水效应、π-π堆积、范德华力、离子-偶极以及重叠作用等）为研究对象。^[1-2]超分子化学是一门新型学科，具有良好的发展前景。

主客体之间各种相互作用力，以及涉及到各种不同的学科，形成了一个高度交叉的学科即主-客体化学。主客体化学是如今超分子化学领域的核心研究方向，分子识别为主体分子对不同客体的选择性特异性结合，因此探究具有高度识别性的主体分子为研究重点。

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