金属离子为模板合成分子开环结的研究

摘要

拓扑纽结结构在许多天然生物大分子中都有存在，比如DNA和某些蛋白质就具有拓扑纽结的结构。但人工合成拓扑分子纽结仍然是一项非常具有挑战的研究。文章首章介绍了纽结理论的概要以及化学拓扑学等概念，对纽结的分类和拓扑学性质进行了详细说明。并介绍了拓扑纽结的研究现状以及最新拓扑纽结的合成典型例子。
　　文章第二章介绍了合成含有二醛基联吡啶单位的配体与含有端位氨基的桥化合物。并将二醛基配合物和氨基桥化合物通过形成席夫碱从而合成拓扑分子纽结的实验。另外，本章同时介绍了合成带有二氨基联吡啶的配体以及2，6-二醛基吡啶配体，将两种配体同样通过形成席夫碱再与金属锌离子诱导配位合成分子纽结的尝试。由于这两个金属离子诱导合成分子结的体系由于交联现象并未获得成功，故催生了合成含三个联吡啶的长链配体（L1和L2），这种长链配体由联吡啶配体单位与六元环桥化合物通过Mitusunobu反应得到，它将每一个吡啶配体单位和桥化合物以共价键的形式连接起来，这样就避免了配体单位的自身交联。最后对目标化合物进行了1HNMR、13C NMR以及高分辨质谱等结构表征。
　　第三章则介绍了利用合成的长链配体L1与L2在金属锌离子和亚铁离子诱导作用下合成空间穿梭的分子开结。并分别对锌离子分子开结与亚铁离子分子开结的结构以及性质进行了初步研究。同时，为了得到更为复杂的分子纽结，我们设计合成了端位叠氮基的桥化合物L3。在接下来的实验工作中，我们将设计制备出端位带有炔基的长链配体来组装分子开结，这样我们就能通过1，3-偶极环加成将分子开结与端位叠氮桥化合物连接成为更复杂的纽结结构。所以目标化合物进行了包括1HNMR、13C NMR以及MALDI MS等测试表征。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 纽结的拓扑学性质

1．2．1 平凡与非平凡异构体

1．2．2 拓扑纽结的手性特点

1．3 生物链结大分子

1．3．1 DNA拓扑结构

1．3．2 蛋白质拓扑结构

1．4 人工合成纽结分子的研究发展

1．4．1 金属离子诱导合成分子纽结

1．4．2 氢键合成拓扑纽结分子

1．4．3 金属离子模板与芳香堆积作用合成分子纽结

1．5 论文选题立意与研究内容

第二章 含联吡啶单元的配体合成

2．1 实验部分

2．1．1 主要试剂和仪器

2．1．2 5，5’-二甲醛基-2，2’-联吡啶亚铁配合物合成三叶结

2．1．3 锌离子为模板端位氨基联吡啶和2，6-二醛基吡啶为配体合成分子结

2．2 六元环长链配体的制备

2．2．1 联吡啶配体的制备

2．2．2 六元环二芳基桥化合物的合成

2．3 环己基长链配体的合成

2．3．1 联吡啶与六元环桥中间体的制备

2．3．2 三个联吡啶长链配体的合成

2．4 结果与讨论

2．4．1 实验现象与分析

2．4．2 重要化合物谱图分析与讨论

2．5 本章小结

第三章 分子开环结的制备

3．1 实验部分

3．1．1 主要试剂和仪器

3．1．2 不同离子合成分子开环结

3．1．3 锌离子为模板合成分子开环结路线

3．1．4 亚铁离子为模板合成分子开环结路线

3．2 分子开环结的化学稳定性研究

3．3 端位叠氮桥化合物的制备

3．4 结果与讨论

3．4．1 实验现象与分析

3．4．2 重要化合物谱图分析与讨论

3．5 本章小结

全文总结

参考文献

致谢