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受生物大分子尤其是蛋白质分子采取紧密和精确的折叠方式的启发,最近几年人们对非天然折叠物的分子设计产生了极大的兴趣与重视,特别是纳米管道的设计。在生物有机体系中越来越多的实例表明:具有洞穴的管道结构在生命过程中扮演了极其重要的角色。与此同时,有机纳米管道也被证明是很好的离子通道、酶反应器以及用于选择性键和分子等。由于它在化学、生物、医药、材料科学等方面具有广阔的应用前景,有机纳米管道的设计引起了人们的极大兴趣。
此前设计构筑的芳香酰胺体系纳米管道的自组装几乎都是在固态或者非极性溶剂中得到,说明形成和稳定这类纳米管道结构需要特定的条件,特别在溶液中时仅在非极性溶剂中才能发生折叠物地聚集。因此,本文设计出可构筑螺旋纳米管道的新型酰胺低聚物,由多胺连接链和芳香酰胺两种片段组成。多胺链将芳香片段固定于链上,有效地促使层与层之间芳环的π-π作用及氢键作用,折叠堆积形成螺旋的纳米柱状管道,在共价键和非共价键的共同作用下稳定螺旋折叠结构,从而克服超分子自组装的局限性。
通过理论计算方法、1HNMR、气相渗透压法(VPO)以及园二色谱法(CD)等多种研究手段,证实了设计的Ⅰ型芳香酰胺寡聚物分子通过多胺链共价键的引导,利用分子内的氢键和π-π堆积作用而形成了稳定的螺旋结构。通过1HNMR、Madli-Tof-MS、HPLC等表征方法,证实合成得到了Ⅱ型芳香酰胺寡聚物分子。
通过对此类化合物的研究,我们期望探寻它们形成螺旋构象的规律以及发现其潜在的应用价值。