摘要：分子机器在自然界至关重要,其在生物过程中执行了大量复杂的功能,从而实现不同尺度的动态行为调控.受生物系统的启发,科学家致力于研究人工分子机器在分子尺度下的精准构筑和定向运动,并通过层级组装实现信号传递和功能放大,从而推动动态智能材料的设计发展.但如何利用新方法精准构筑复杂的人工分子机器,如何将分子尺度的运动动态进行“可视化”,以及如何在生命科学研究中发挥其功能,一直是分子机器领域的研究热点.本文基于本课题组的工作,系统介绍了人工分子机器在分子尺度的精准结构构筑、信号输出以及其在跨膜运输方面的研究.最后总结了该领域在多尺度精细化和功能化方面的挑战,并展望了分子机器在宏观智能材料领域的发展前景.

摘要：以不同长度的亚烷基二胺单元作为柱[5]芳烃边缘侧链的一系列柱[5]单酰胺衍生物,在氯仿中能够形成准[1]轮烷.基于这一中间体准[1]轮烷的合成,通过柱[5]单酰胺衍生物和双水杨醛的缩合反应,成功构建了8个柱芳烃的机械自锁分子(MSMs),即双-[1]轮烷.通过多种方法详细地对新合成的双-[1]轮烷进行了研究,包括1HNMR, 13CNMR,2D NOESY NMR和MS分析,发现这类新型MSMs与Cu2+有较强的识别作用,两者之间以1∶2进行络合.

摘要：在主客体化学中,控制络合过程的异构化现象不仅可以简化和调整所构建的组装体的结构,而且对其顺利执行作为分子机器时的功能也具有极其重要的意义。具有三维不对称结构的主体与线性不对称客体络合时,由于客体穿线方向的不同会导致方向性异构体的形成。这一现象引起了研究者们的兴趣,并对如何通过理性设计主客体的结构来控制客体穿线的方向和选择性进行了研究。本文综述环糊精、杯芳烃及三蝶烯衍生大环等具有三维不对称结构的大环主体与线性不对称客体之间的方向选择性络合作用以及方向性组装体的构建,并立足于该领域的发展现状,对其前景和应用进行了展望。

摘要：双柱[5]芳烃是超分子和大环化学中一类重要的化合物。迄今为止,大多数双柱[5]芳烃由两个柱[5]芳烃通过单个连接体连接而成。刚性连接体使两个空腔之间具有协同作用,从而赋予了双柱[5]芳烃更强的主-客体相互作用,而具有柔性连接体的双柱[5]芳烃能够同时结合两个客体分子,以此构筑功能性超分子聚合物。连接体的引入,大大扩展了分子设计的空间,使得双柱[5]芳烃具有多种功能和应用。本文综述了双柱[5]芳烃的研究进展,重点介绍了具有不同类型连接体的双柱[5]芳烃的性质和应用,以及机械互锁的双柱[5]芳烃,最后,对双柱[5]芳烃的发展趋势进行了展望。