摘要：在超分子化学发展过程中，研究者们发展了不同性质、不同类型的大环分子，一些大环分子研究一直走在超分子化学领域的前沿。柱芳烃是近年来发现的一种新型的大环分子，不仅具有相对刚性的骨架，分子对称性高，并且制备简单，使进一步研究主客体性质研究以及其功能化进展迅速。本课题将着重综述柱芳烃固态中的晶体结构，主客体识别以及自组装等进展情况。

Abstract During the development of supramolecular chemistry, researchers have developed different kinds of macrocycles with interesting properties. Pillararenes have been studied by researchers. After crown ether, cyclodextrin and calixarene, pillararenes was prepared as the new kind of macrocycle in 2008 for the first time. Pillararenes are similar with calixarenes, but they have high symmetric and rigid structures. Similar to the traditional macrocyclic compounds, different types of derivatives can be obtained by mono-functional modifications of them. Therefore, in this paper, we will focus on the areas of structures of pillararene itself, host-guest complex and self-asseblies in the solid state.

关键词：主客体识别；柱芳烃；自组装

Keyword ：host-guest recognition; pillararene; self-assembly

目录

第一章 引  言 4

第二章 柱芳烃的合成 5

第三章 柱芳烃的结构 6

3.1柱芳烃的晶体特点 6

3.2柱芳烃的构象 8

3.3 柱芳烃的构造异构体 10

第四章 柱芳烃的主客体化学 11

4.1 烷烃氧基柱芳烃的主客体 11

4.2 全酚羟基柱芳烃的主客体化学 11

4.3 不同官能化柱芳烃的主客体 12

第五章 柱芳烃的自组装 13

5.1 共聚柱芳烃的线性自组装 13

5.2 柱芳烃的环状二聚体 14

第六章 总结与展望 15

参考文献 15

致谢 17

第一章 引  言

主客体化学即主体对客体的选择性键合，是分子通过自组装形成高级结构的基础。作为一类新型的主体分子，柱芳烃（Pillararene）由于最近才被合成出来，关于其主客体化学方面的报道较为有限。柱芳烃特殊的分子结构和良好的主客体化学性质使其成为继冠醚、环糊精、杯芳烃和葫芦脲之后，展现出巨大应用潜力的新一代大环主体。通过近年来的发展，柱芳烃小分子主客体化学研究已取得了一些成果，并且这些主客体分子识别具有丰富的环境响应性。其中柱[5]芳烃作为该家族中最稳定的化合物,成为了柱芳烃研究的典型代表。由于单晶衍射技术的进步，相对与其他大环化合物而言，柱芳烃的环形柱状结构从其第一次被报道以来就是非常明确的，不存任何疑问。柱芳烃的结构能很早地确认，为其作为新型的大环化合物的主客体性质研究奠定了基础，同样也是柱芳烃化学能够快速发展的重要原因之一。本课题的主要目的是综述已经发表的有关柱芳烃晶体结构相关论文，总结柱芳烃自身结构特点。通过系统分析这些晶体结构，总结柱芳烃在固态中的主客体化学特征及其在晶体中的自组装行为。本项目拟解决的主要问题是通过系统分析多个柱芳烃晶体结构特征，明晰柱芳烃主客体络合作用及自组装的驱动力，找出其中规律为进一步的柱芳烃主客体化学及自组装的研究奠定基础。

第二章 柱芳烃的制备

在2008年，Ogoshi课题组首次报道了柱芳烃的合成[1]，通过1,4-二甲氧苯和多聚甲醛在三氟化硼乙醚的催化下合成1,4-二甲氧基柱[5]芳烃(图 1)。研究者通过尝试各种路易斯酸作为催化剂，发现三氟化硼乙醚的催化作用是相对最佳的。这一成环反应为研究者合成更多的柱芳烃提供了基础，虽然成环收率较低，但是这却是最早的柱芳烃制备方法。在柱芳烃的发展过程中起着极为重要的作用。