超分子化学综述

超分子化学期末论文（设计）题目：超分子化学简介及应用

学院：化学与化工学院

专业：材料化学

班级：材化101 班

学号： 1 0 0 8 1 1 0 0 2 4

学生姓名：***

指导教师：***

2013年12月10日

贵州大学本科毕业论文（设计）

诚信责任书

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摘要： (1)

关键字： (1)

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第一章.前言 (1)

第二章.超分子化学的理论基础 (2)

第三章.超分子化合物的分类 (2)

3.1杂多酸类超分子化合物 (2)

3.2 多胺类超分子化合物 (3)

3.3 卟啉类超分子化合物 (3)

3.4 树状超分子化合物 (3)

3.5 液晶类超分子化合物 (3)

3.6 酞菁类超分子化合物 (4)

第四章.超分子化合物的特性 (4)

4.1 超分子的自组装 (4)

4.2 超分子的自组织 (5)

4.3 超分子的自复制 (5)

第五章.超分子化学的应用 (6)

5.1、在高科技涂料中的应用 (6)

5.2、在手性药物识别中的应用 (6)

5.3、在油田化学中的应用[1] (7)

5. 4、超分子化合物作为分子器件方面的研究 (7)

5. 5 超分子化合物在色谱和光谱上的应用 (7)

5. 6 超分子催化及模拟酶的分析应用 (8)

5. 7 在分析化学上的应用 (8)

第六章.结语 (8)

第七章.文献资料 (9)

超分子化学简介及应用

摘要：超分子化学是化学领域一个崭新的学科分支，本文综述了超分子理论基础分的有关内容、超分子化学的分类及超分子的应用前景，并指出了超分子化学对科学理论研究的重要意义和广阔的应用前景。

关键字：超分子化学分类应用领域

Abstract: Supramolecular chemistry is a new field of chemistry discipline branch, the paper summarizes the relevant contents of supramolecular theoretical basispoints, over the prospect of molecular classification and application ofsupramolecular chemistry, supramolecular chemistry and pointed out theimportance of a scientific theory significance and broad application prospects.

Keywords: supramolecular chemistry classification applications

第一章·前言

“超分子”一词早在20世纪30年代已经出现，但在科学界受到重视却是50年之后了。超分子化学可定义为“超出分子的化学”，是关于若干化学物种通过分子间相互作用结合在一起所构成的，具有较高复杂性和一定组织性的整体的化学。在这个整体中各组分还保持某些固有的物理和化学性质，同时又因彼此间的相互影响或扰动而表现出某些整体功能[1]。超分子体系的微观单元是由若干乃至许许多多个不同化合物的分子或离子或其他可单独存在的具有一定化学性质的微粒聚集而成。聚集数可以确定或不确定，这与一分子中原子个数严格确定具有本质区别，把多个组分的基本微观单元聚集成“超分子”的凝聚力是一些(相对于共价键)较弱的作用力。如范氏力(含氢键)、亲水或憎水作用等。

1967年，Charles Pedersen偶然发现了冠醚这种新型的大分子化合物，十几年后，一个崭新的化学领域——超分子化学终于诞生了。进入90年代后，Surpramolecular Chemistry杂志的创立说明超分子化学作为化学学科的一个独立的分支，像高分子化学一样，已经得到世界各国化学家的普遍认同。在国内，一些高校和科研机构已做了相当多的工作，说明超分子化

学正在迅猛发展。

超分子化学主要研究超分子体系中弱相互作用、基元结构的设计和合成、体系的分子识别和组装、体系组装体的结构和功能及超分子材料和器件等。超分子化合物是由主体分子和1 个或多个客体分子之间通过非价键作用而形成的复杂而有组织的化学体系。主体通常是富电子的分子，可作为电子给体，如碱、阴离子、亲核体等。而客体是缺电子的分子，可作为电子受体(A)，如酸、阳离子、亲电体等。超分子化学和配位化学同属于授受体化学，超分子体系中主体和客体之间不是经典的配位键，而是分子间的弱相互作用，大约为共价键的5%~~10%。因此可认为，超分子化学是配位化学概念的扩展。

第二章·超分子化学的理论基础

超分子体系的微观单元是由若干乃至许许多多个不同化合物的分子或离子或其他可单独存在的具有一定化学性质的微粒聚集而成。聚集数可确定或不确定，这与一分子中原子个数严格确定具有本质区别。超分子形成不必输入高能量，不必破坏原来分子结构及价健，主客体间无强化学键，这就要求主客体之间应有高度的匹配性和适应性，不仅要求分子在空间几何构型和电荷，甚至亲疏水性的互相适应，还要求在对称性和能量上匹配。这种高度的选择性导致了超分子形成的高度识别能力。如果客体分子有所缺陷，就无法与主体形成超分子体系。

由此可见，从简单分子的识别组装到复杂的生命超分子体系，尽管超分子体系千差万别，功能各异，但形成基础是相同的，这就是分子间作用力的协同和空间的互补。这些作用力的实质是永久多极矩、瞬间多极矩、诱导多极矩三者之间的相互作用，相应的能量项可分别称为库仑能、色散能和诱导能。这些弱相互作用还包括疏水亲脂作用力、氢键力、3作用的协同性、方向性和选择性决定着分子与位点的识别。经过精心设计的人工超分子体系也可具备分子识别、能量转换、选择催化及物质传输等功能，其中分子识别功能是其他超分子功能的基础。

第三章·超分子化合物的分类

3.1杂多酸类超分子化合物

杂多酸是一类金属一氧簇合物，一般呈笼型结构，是一类优良的受体分子，它可以与无机分子、离子等底物结合形成超分子化合物。作为一类新型电、磁、非线性光学材料极具开发价值[7]，有关新型Keg-gin和Dawson型结构的多酸超分子化合物的合成及功能开发日益受到研究者的关注。杜丹等[8]合成了Dawson型磷钼杂多酸对苯二酚超分子膜及吡啶Daw