化学前沿应用丛书--纳米超分子化学(从合成受体到功能组装体)

超分子化学是以分子识别为基础、分子组装为手段、组装体功能为目标的一门交叉学科，处于当代化学的前沿，其研究涉及有机、无机、材料、信息和生命科学等诸多科学领域，近年来又得到了长足的发展，已经从研究合成受体的分子识别到分子组装，并由分子组装到纳米分子聚集体。从而，一门新兴交叉学科——纳米超分子化学应运而生了。它不同于传统意义上的主客体化学和简单的超分子体系，这一类新型的由超分子主体与底物通过非共价相互作用组装而成的分子聚集体往往具有特定的尺度和形状，并因此展示出明显优于母体构筑单元的特殊功能。基于纳米组装体的优势，纳米超分子化学已经成为纳米科学与技术发展的一个重要研究领域。作为国内较早开展超分子化学研究的课题组之一，我们多年来致力于超分子体系的分子识别与组装研究，并于2000年编著了《超分子化学——合成受体的分子识别与分子组装》一书，对合成受体的分子识别与组装的理论基础及其物理性质和化学性质进行了系统的介绍。近年来，我们在开展分子识别与组装的研究基础上，进行了纳米超分子化学的研究。基于国内外纳米超分子化学的发展趋势，我们认为有必要撰写一部这方面的书籍。该书是在前一论著的基础上，着重于有关冠醚、环糊精、杯芳烃等人工合成受体分子组装以及组装体作为分子机器等纳米器件和纳米材料应用方面的描述。作者将自己的工作和国内外的研究成果有机地结合，尝试编著了本书。
本书内容包括纳米超分子化学概述、冠状化合物的分子组装、环糊精的分子组装、杯芳烃的分子组装、其他合成受体的分子组装、分子机器。每一章的重点是介绍合成受体构筑纳米超分子体系的方法以及纳米超分子体系作为分子器件的原理。所有内容均通过文字与图例相结合的方式进行描述，力求使该书知识性和新颖性相结合，使我国化学科研工作者和高等院校的学生了解纳米超分子化学的基本原理和发展现状以及对从事该领域的科研工作者有所帮助，进而促进我国纳米科学与技术的发展。
本书在编写过程中得到了南开大学化学系刘育教授科研组多位研究生的帮助，尤其是陈湧副教授对许多章节付出了艰辛的劳动，在此表示衷心的感谢。
由于作者水平有限，其内容难免挂一漏万，甚至一些错误也在所难免，我们在此深表歉意。

编著者
2004年3月于南开园

本书基于国内外纳米超分子化学的发展趋势，在超分子化学的基础上重点描述了合成受体构筑纳米超分子体系的方法及纳米超分子体系作为分子器件的原理，并且介绍了冠醚、环糊精、杯芳烃等人工合成受体分子组装以及组装体作为分子机器等纳米器件和纳米材料应用方面的知识。

第1章绪论1
11从合成受体到纳米功能组装体1
12分子组装的基本方法2
13纳米组装体的应用3
参考文献4
第2章冠状化合物的分子组装5
21金属软连接的分子组装5
22索烃12
23轮烷和准轮烷23
24离子通道42
25其他类型的分子组装45
251纳米线和纳米管45
252单分子膜51
253超分子雏菊花环54
参考文献56
第3章环糊精的分子组装60
31概述60
32分子软连接的自组装61
321修饰环糊精分子穿插的自组装61
322环糊精与小分子的软连接66
33分子索烃和轮烷70
331分子索烃71
332分子轮烷71
333分子聚轮烷82
34单分子膜和多层膜94
341单分子膜94
342多层膜100
35其他类型的分子组装103
351基于环糊精的分子印迹103
352环糊精在金纳米粒子表面的分子组装105
353具有金属配位的分子组装107
354分子组装体的一些其他功能108
参考文献112
第4章杯芳烃的分子组装117
41概述117
42两亲性层状分子的自组装119
43分子胶囊120
44纳米线和分子通道的自组装132
45其他类型的分子组装134
参考文献145
第5章其他合成受体的分子组装148
51葫芦脲的分子组装148
52卟啉和酞菁的分子组装160
53环肽的分子组装178
参考文献182
第6章分子机器186
61分子机器的化学构件186
611基于轮烷和索烃的分子机器186
612基于准轮烷的分子机器190
62分子机器的驱动因素191
621电驱动的分子机器191
622光驱动的分子机器193
623化学驱动的分子机器196
63分子机器的一些类型201
631分子梭201
632分子锁环203
64展望211
参考文献212
结束语216