柱型杯芳烃的合成及其超分子化学研究

本项目建立和发展柱芳烃的合成方法，制备一系列结构新颖的柱芳烃化合物，研究其结构和主客体性能，建立具有我们自己特色的新型大环主体分子体系。项目按照研究计划进行，达到了预期目标，取得重要成果如下：1）建立和发展了一种制备共柱[5]芳烃的合成方法：在酸催化下，不同的1,4-二烷氧基苯之间进行共聚反应，成功制备了共柱[5]芳烃化合物，产率高，操作简单；采用这种方法制备了一系列的新型共柱[5]芳烃化合物。2）建立和发展了一种制备柱[6]芳烃的合成方法：在FeCl3催化下，甲醛与1,4-二烷氧基苯进行缩合反应，制备了一系列结构新颖的柱[6]芳烃化合物。3）建立和发展了一种制备柱[7]芳烃的合成方法：多聚甲醛与1,4-二甲氧基苯进行缩合反应，在FeCl3催化下，首次制备了全甲氧基柱[7]芳烃。4）研究了柱芳烃的主客体性能和自组装行为，揭示了柱芳烃结构与性能关系的一般规律：由于柱[5]芳烃和柱[6]芳烃的空腔大小不同，对客体具有不同的络合性能，显示了很好的络合选择性；6-羟己基柱[5]芳烃自组装时既可以形成分子内单体络合物，又可以形成分子间互抱式二聚体，它们的相互转化过程可以通过浓度、温度、溶剂、氢键等调控得以实现；而对于侧链较短的4-羟丁基混柱[5]芳烃不适合分子自组装；单酯基侧链的柱[5]芳烃的自组装受到酯基位置的影响，首次制备稳定的乙酸乙酯基侧链柱[5]芳烃自包合型络合物，而丁酸乙酯基侧链柱[5]芳烃则完全不形成自包合型柱芳烃络合物。研究结果将为柱芳烃化学的发展起着积极的推动作用。