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通过溶液酸碱度改变驱动是人工分子机器最常用的能量供应方式之一,它具有可逆、高效、简便等特点。本项目制备了一系列新的含吡啶基冠醚及其衍生物,如DP30C10、DP26C10、DP32C12、P21C7、含吡啶基cryptand等,并考察了DP24C8及这些新开发的含吡啶基主体与二级胺盐、Loeb盐、paraquat盐、DAP盐等有机客体的络合作用,发展了一些新的主客体识别体系;另外,基于这些新发展的主客体体系,我们设计、制备了一系列新型的轮烷、索烃等机械互锁结构,并通过溶液酸碱度改变驱动实现了基于主体结构变化的分子梭或分子机器。这些基于主体结构变化的分子机器的实现为人工组装分子机器提供了一种新的方法。 具体内容如下: 1、设计、制备了一些新型的含吡啶基冠醚,并考察他们对一些客体的分子识别。 设计、制备了环尺寸更大的含吡啶基冠醚,如DP30C10及其衍生物等,考察它们对主客体化学中常用客体4,4’-联吡啶盐、DAP盐、二级铵盐和乙撑基双吡啶盐(Loeb盐)等的络合,发展新的主客体识别体系。 2、利用含吡啶基冠醚及其衍生物的主客体络合制备溶液酸碱度调节的分子梭。 利用DP24C8、DP30C10等含吡啶基冠醚及其衍生物与4,4’-联吡啶盐、DAP盐、二级铵盐和乙撑基双吡啶盐(Loeb盐)等客体的主客体化学实现一些简便的溶液酸碱度调节的分子梭。 3、制备水溶性的准轮烷和轮烷,并通过溶液酸碱度调节驱动实现水溶液中的分子梭。 通过引入水溶性的基团,实现水溶液中的分子识别和水溶液中溶液酸碱度调节驱动的分子机器。 4、用DP24C8和DP30C10作主体制备溶液酸碱度调节的三站点分子机器。 以DP24C8、DP30C10及其衍生物为主体,利用冠醚的碱性,依靠微弱的溶液酸碱度调节驱动实现三站点的分子机器。