基本信息
- 项目名称：
- 含磷杯芳烃及其配合物的合成与应用
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 介绍了含磷杯[n]芳烃(n＝4，5，6，＞6)、间苯二酚型杯芳烃和双杯芳烃及其配合物的合成方法。其次又以分子识别、自组装、生物酶模拟、药物设计、化学传感器和金属催化剂的开发等为例介绍了各类含磷杯芳烃及其配合物的广泛应用。最后对今后的研究方向、开发与应用前景进行了展望。 可以预见，含磷杯芳烃及其配合物将在解决人类可持续生存和发展的问题中显示出关键的作用和价值。
- 详细介绍：
- 含磷杯芳烃作为一类特殊杯芳烃主体分子，基于其具有的普遍静电作用、多位点氢键以及亲疏水等特征，可以通过不同的方式与众多的客体分子作用，形成主体—客体配合物，即广义的配合物。 本文首先介绍了含磷杯[n]芳烃(n＝4，5，6，＞6)、间苯二酚型杯芳烃和双杯芳烃及其配合物的合成方法。其次又以分子识别、自组装、生物酶模拟、药物设计、化学传感器和金属催化剂的开发等为例介绍了各类含磷杯芳烃及其配合物的广泛应用。最后从多学科的视野出发，对今后含磷杯芳烃及其配合物的研究方向、开发与应用前景进行了展望。 可以预见，随着研究的深入，含磷杯芳烃及其配合物将在解决人类可持续生存和发展的问题中逐渐引起人们的重视并显示出关键的作用和价值。 目前的本课题处于国际超分子化学研究领域的前沿领先地位。随着对超分子合成与细胞生物学交叉研究的深入，课题组将从实验上在超分子药物传递系统和超分子跨膜运输现象本质等的研究上取得实质性突破，这将在分子水平上阐明一些生命本质现象和解决人类癌症治疗等关键问题中显示出巨大价值。 本文于2011年发表于《化学进展》第8期。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 论文首先从合成出发，介绍了含磷杯[n]芳烃(n＝4，5，6，＞6)、间苯二酚型杯芳烃和双杯芳烃及其配合物的合成方法。其次又以分子识别、自组装、生物酶模拟、药物设计、化学传感器和金属催化剂的开发等方面为例介绍了各类含磷杯芳烃及其配合物的广泛应用。最后从多学科的视野出发，对今后含磷杯芳烃及其配合物的研究方向、开发与应用前景进行展望。
科学性、先进性及独特之处
- 本作品把合成—结构—应用的主线贯穿于研究始终，采用独特的视角来研究这类特殊的杯芳烃。课题组在实验研究中运用含磷杯芳烃母体作为平台，使用无毒荧光分子对药物活性分子进行标记，并通过荧光分子的Turn on或Turn off来实时测定及表征药物活性分子的跨细胞膜运输及代谢机理等。从分子水平探究药物载体及传输的具体实现方式。 本课题的研究在国际上报道甚少，相关实验在超分子药物化学研究中具有很高的原创性。
应用价值和现实意义
- 作品在实际和现实中可以用于指导含磷杯芳烃及其配合物的合成与制备，这类化合物具有作为药物分子、荧光分子、酶抑制剂、金属催化剂以及离子选择性膜电极等有效载体的能力。 另外，它们在对一些核废料中难以回收的镧系、锕系元素离子进行选择性的萃取和分离；调控生命过程中一些关键离子及分子的行为并控制一些关键的代谢过程；设计分子开关及其它分子器件等等方面也具有很高的应用价值。
学术论文摘要
- 摘 要 含磷杯芳烃作为一类特殊杯芳烃主体分子，可以通过不同的方式与众多的客体分子作用，形成主体—客体配合物。无论是母体含磷杯芳烃或其配合物都在分子识别、自组装、生物酶模拟、药物设计、化学传感器和金属催化剂的开发等方面显示出了广阔的应用潜力。本文综述了近十年来含磷杯芳烃及其配合物的研究进展。对一些新型含磷杯芳烃及其配合物的合成方法与应用作了重点介绍，并展望了研究和发展方向。 关键词 杯芳烃 磷 超分子化学 配合物 合成 应用 1 引言 2 含磷杯芳烃及其配合物的合成 2. 1 杯[4]芳烃及其配合物 2. 2 杯[5]芳烃及其配合物 2. 3 杯[6]芳烃及其配合物 2. 4 其它高次杯芳烃及其配合物 2. 5 间苯二酚杯芳烃及其配合物 2. 6 双杯芳烃及其配合物 3 含磷杯芳烃及其配合物的应用 3. 1 酶的模拟和抑制 3. 2 药物设计 3. 3 分子识别 3. 3. 1 对分子的识别 3. 3. 2 对离子的识别 3. 4 自组装 3. 4. 1 基于分子间氢键和分子内氢键的自组装 3. 4. 2 自组装成膜 3. 4. 3 基于π-π堆积的自组装 4 总结与展望
获奖情况
- 发表论文： Liu, Z.-C.; Wang, H.; Yang, R.; Li, W. Prog Chem(Huaxue Jinzhan). Synthesis and Application of Phosphorous-Containing Calixarenes and Their Complexes*. 2011, 23(8), 83～100 (in Chinese) (This journal is included in SCI-E) (刘智成, 王红, 杨睿, 李玮. 化学进展. 含磷杯芳烃及其配合物的合成与应用. 2011, 23(8), 83～100) (该期刊为SCI-E收录期刊) * XX大学创新基金(No. 2010BA043)、XX大学分析测试基金(No. 2010282)及国家大学生创新性实验计划项目(No. 101067410)资助 所获奖励： 第六届XX省高校青年学术科技节作品终审决赛，自然科学类学术论文“三等奖” XX大学2011年学生课外学术科技作品竞赛终审决赛，自然科学类学术论文“二等奖”
鉴定结果
- 此论文的发表情况属实，基金资助情况属实，获奖情况属实。
参考文献
- [1] Cherenok, S.; Kalchenko, V. Top. Heterocycl. Chem. 2009, 20, 230 [2] Wieser-Jeunesse, C.; Matt, D.; Yaftian, M. R.; Burgard, M.; Harrowfield, J. M. C R Acad. Sci. II C. 1998, 1, 479～502 [3] 赵玉芬(Zhao, Y.-F.); 赵国辉(Zhao, G.-H.).元素有机化学(Elementary Organic Chemistry).北京:清华大学出版社(Beijing: Tsinghua University Press). 1998, 82 [4] Bessel, C. A.; Aggarwal, P.; Marschilok, A. C.; Takeuchi, K. J. Chem. Rev. 2001, 101, 1060 [5] Baldini, L.; Casnati, A.; Sansone, F.; Ungaro, R. Chem. Soc. Rev. 2007, 36, 254～255 [6] Homden, D. M.; Redshaw, C. Chem. Rev. 2008, 108, 5112～5118 [7] Conn, M. M.; Rebek, J. Chem. Rev. 1997, 97, 1653 [8] de Fátima, Â.; Fernandes, S. A.; Sabino, A. A. Curr. Drug Disc. Technol. 2009, 6, 151
同类课题研究水平概述
- 相对于含其它杂原子已经研究较为成熟的杯芳烃而言，无论是国内还是国外对含磷杯芳烃的研究还相当的少，因此含磷杯芳烃及其配合物成为了近年来杯芳烃研究中的焦点之一。近十年来在该领域，尤其在其传统金属配合物的合成方面已经取得了一些成果。然而含磷杯芳烃所涉及到的合成方法仍然有限、目标分子的设计也主要以磷酸和苯基膦等衍生物为主。另外，基于含磷杯芳烃的超分子优势还未完全开发和利用。这些因素都为含磷杯芳烃的研究留下了广阔的空间。 当前，在该领域，国内仅有3篇关于含磷杯芳烃合成及传统配合物结构方面的研究论文发表；国外也仅有几十篇关于催化和自组装等方面的研究论文发表。但是使用无毒荧光分子对超分子药物的行为进行实时探测和表征未见报道。 目前本课题组的研究在国际超分子化学研究领域处于前沿和领先地位，同时具有一定的原创性和先进性。随着研究的深入，课题组将在超分子药物传递系统和超分子跨膜运输现象本质等的研究上取得实质性突破，这必将在解决人类可持续生存和发展的问题中做出一定的贡献。
