超分子組裝：結構與功能 下載 mobi epub pdf 電子書 2026

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陳傳峰 著

圖書標籤:

• 超分子化學
• 自組裝
• 納米材料
• 材料科學
• 化學
• 結構化學
• 功能材料
• 分子識彆
• 界麵科學
• 生物材料

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030416544

版次：1

商品編碼：11545509

包裝：精裝

叢書名： 納米科學與技術

開本：32開

齣版時間：2014-09-01

用紙：膠版紙

頁數：500

正文語種：中文

內容簡介

《超分子組裝: 結構與功能》首先介紹超分子化學的一些基本概念，在此基礎上，結閤作者課題組的研究工作，選擇目前超分子化學領域研究比較熱門的幾個專題———自組裝超分子膠囊、自組裝分子籠、自組裝有機納米管、輪烷與索烴、超分子聚閤物、芳酰胺螺鏇摺疊體、多氫鍵自組裝、分子機器、多孔材料與氣體吸附，嚮讀者介紹這些領域的較新研究進展。

作者簡介

　　1965年齣生於安徽長豐。1994年畢業於南京大學化學係，獲博士學位；1994～1996年為中國科學院化學研究所博士後，之後留所工作，任職副研究員；1998～2001年為美國新墨西哥大學化學係訪問學者：2001年至今工作於中國科學院化學研究所，任職研究員、博士生導師。2000年入選中國科學院”“百人計劃”，2006年獲國傢傑齣青年科學基金。現任《有機化學》、《中國化學快報》、Mini―Reviews in Organic Chemistry、current Organocatalysis及Current Microwave chemistry等雜誌編委。主要從事超分子化學、有機閤成化學及有機功能材料化學研究工作，發錶學術論文200餘篇。

目錄

目　　錄
.納米科學與技術 .叢書序前言第１章　超分子化學 :從分子識彆到自組裝 １
１ １　超分子化學的基本概念 １ 　　１ １ １　從分子化學到超分子化學 １ 　　１ １ ２　超分子化學概念的提齣 １ １ ２　分子識彆 ３ 　　１ ２ １　分子識彆的定義 ３ 　　１ ２ ２　互補性和預組織 ４ 　　１ ２ ３　協同效應 ５ １ ３　自組裝 ５ 　　１ ３ １　自組裝的定義 ５ 　　１ ３ ２　自組裝的特點 ６ １ ４　超分子化學的未來 ７ 參考文獻 ７ 第２章　自組裝超分子膠囊 １１ ２ １　引言 １１ ２ ２　基於甘脲結構的超分子膠囊 １２ 　　２ ２ １　引入兩個甘脲結構的超分子膠囊 １２ 　　２ ２ ２　引入三個甘脲結構的超分子膠囊 １５ 　　２ ２ ３　引入四個甘脲結構的超分子膠囊 １６ 　　２ ２ ４　引入甘脲和磺酰脲結構的超分子膠囊 １８ ２ ３　基於四脲基杯[４]芳烴的超分子膠囊 ２０ 　　２ ３ １　基於四脲基杯[４]芳烴的超分子膠囊的發現和結構確認 ２０ 　　２ ３ ２　基於四脲基杯[４]芳烴和四磺酰脲基杯[４]芳烴的異體超分子膠囊 ２１ 　　２ ３ ３　基於四脲基杯[４]芳烴的超分子膠囊的高級互鎖結構 ２１ 　　２ ３ ４　基於四脲基杯[４]吡咯的超分子膠囊 ２１ ２ ４　Ｒｅｂｅｋ的柱形超分子膠囊 ２３ 　　２ ４ １　柱形超分子膠囊的形成和結構 ２４
　　２ ４ ２　柱形超分子膠囊對客體的包結和調控 ２４ 　　２ ４ ３　空腔可拓展的柱形超分子膠囊 ２７ 　　２ ４ ４　柱形超分子膠囊作為化學反應的容器 ３３ ２ ５　基於雷瑣酚杯[４]芳烴和焦酚杯[４]芳烴的六聚體膠囊 ３６ 　　２ ５ １　基於雷瑣酚杯[４]芳烴和焦酚杯[４]芳烴的六聚體膠囊的發現 ３６ 　　２ ５ ２　六聚體膠囊形成過程中的自分類現象 ３８ 　　２ ５ ３　基於雷瑣酚杯[４]芳烴和焦酚杯[４]芳烴的六聚體膠囊對多環芳烴
類客體的包結 ３９ 　　２ ５ ４　基於雷瑣酚杯[４]芳烴類似物的六聚體膠囊 ４１ ２ ６　疏水作用驅動的超分子膠囊 ４２ 　　２ ６ １　疏水超分子膠囊的構建和對客體的絡閤 ４２ 　　２ ６ ２　疏水超分子膠囊作為分子反應容器的應用 ４４ 　　２ ６ ３　疏水超分子膠囊的改性 ４６ ２ ７　其他類型的超分子膠囊 ４７ 　　２ ７ １　基於靜電作用的膠囊 ４７ 　　２ ７ ２　基於ＵＰｙ四氫鍵作用的膠囊 ４９ 　　２ ７ ３　基於酰肼單元及其類似結構的超分子膠囊 ４９ 　　２ ７ ４　基於動態硼酸酯鍵形成與斷裂的超分子膠囊 ５１ 　　２ ７ ５　基於多重單氫鍵作用的超分子膠囊 ５２ ２ ８　結語 ５６ 參考文獻 ５６
第３章　自組裝分子籠 ６５ ３ １　引言 ６５ ３ ２　金屬鍵連分子籠 ６５ 　　３ ２ １　基於Ｌ６“ＰｄＬ２(ＰｔＬ２)”構築基塊的納米分子籠 ６５ 　　３ ２ ２　Ｍ４(Ｍ＝Ｇａ.Ｆｅ.Ａｌ)型分子籠 ７６ 　　３ ２ ３　基於金屬釕(Ｒｕ)的分子籠 ８８ ３ ３　共價鍵連分子籠 ９１ 　　３ ３ １　基於酰胺鍵的分子籠 ９１ 　　３ ３ ２　醛胺縮閤形成的分子籠 ９３ 　　３ ３ ３　炔－炔偶聯形成的分子籠 ９８ 　　３ ３ ４　其他類型的共價鍵連分子籠 ９９
３ ４　其他自組裝分子籠 １０１ ３ ５　結語 １０６
參考文獻 １０６
第４章　自組裝有機納米管 １１１ ４ １　引言 １１１ ４ ２　基於螺鏇摺疊體的有機納米管 １１２ 　　４ ２ １　基於膽酸低聚體摺疊的納米管 １１２ 　　４ ２ ２　基於間苯乙炔低聚體摺疊的納米管 １１２ 　　４ ２ ３　基於高分子摺疊的納米管 １１４ ４ ３　基於大環分子堆疊的自組裝納米管 １１４ 　　４ ３ １　基於環肽的有機納米管 １１５ 　　４ ３ ２　基於環脲的有機納米管 １１７ 　　４ ３ ３　基於形狀固定的剛性大環的有機納米管 １２１ 　　４ ３ ４　基於自組裝的大環堆疊的有機納米管 １２４ ４ ４　基於杯芳烴傢族大環的自組裝納米管 １２５ 　　４ ４ １　基於杯芳烴的自組裝納米管 １２６ 　　４ ４ ２　基於雷瑣酚杯[４]芳烴的自組裝納米管 １２８ 　　４ ４ ３　基於柱芳烴的自組裝納米管 １２９ ４ ５　基於其他大環分子的自組裝納米管 １３１ ４ ６　基於有機小分子的自組裝納米管 １３２ 　　４ ６ １　基於酰亞胺的納米管 １３２ 　　４ ６ ２　基於六苯並蔻的自組裝納米管 １３３ 　　４ ６ ３　基於酰胺的自組裝納米管 １３５ 　　４ ６ ４　基於其他有機小分子的自組裝納米管 １３６ ４ ７　結語 １３８ 參考文獻 １３８
第５章　輪烷與索烴 １４６ ５ １　引言 １４６ ５ ２　金屬配位模闆閤成法 １４８ 　　５ ２ １　傳統金屬模闆閤成 １４８ 　　５ ２ ２　活性金屬催化模闆閤成 １５１ ５ ３　π￣π堆積模闆閤成法 １５６ ５ ４　氫鍵模闆閤成法 １６４ 　　５ ４ １　內酰胺大環與客體 １６５ 　　５ ４ ２　冠醚與銨鹽 １６９ 　　５ ４ ３　Ｃ—Ｈ π氫鍵模闆 １７８
　　５ ４ ４　其他氫鍵模闆 １８０ ５ ５　疏水作用模闆閤成法 １８１ 　　５ ５ １　環糊精主客體識彆體係 １８２ 　　５ ５ ２　葫蘆脲主客體識彆體係 １８５ ５ ６　陰離子模闆閤成法 １８７ ５ ７　自由基模闆閤成法 １９１ ５ ８　結語 １９３ 參考文獻 １９３ 第６章　超分子聚閤物 ２０４ ６ １　引言 ２０４ ６ ２　基於氫鍵作用的超分子聚閤物 ２０５ 　　６ ２ １　基於三氫鍵的超分子聚閤物 ２０５ 　　６ ２ ２　基於四氫鍵的超分子聚閤物 ２０８ 　　６ ２ ３　基於多氫鍵的超分子聚閤物 ２１４ ６ ３　基於金屬配位的超分子聚閤物 ２１６ 　　６ ３ １　綫形超分子聚閤物 ２１７ 　　６ ３ ２　支鏈和交聯型超分子聚閤物 ２１９ 　　６ ３ ３　雙螺鏇結構超分子聚閤物 ２２４ ６ ４　基於π￣π堆積作用的超分子聚閤物 ２２６ 　　６ ４ １　綫形超分子聚閤物 ２２７ 　　６ ４ ２　交聯型超分子聚閤物 ２３２ ６ ５　基於主客體相互作用的超分子聚閤物 ２３４ 　　６ ５ １　基於冠醚的超分子聚閤物 ２３４ 　　６ ５ ２　基於環糊精的超分子聚閤物 ２４０ 　　６ ５ ３　基於葫蘆脲的超分子聚閤物 ２４４ 　　６ ５ ４　基於杯芳烴的超分子聚閤物 ２４９ ６ ６　結語 ２５４ 參考文獻 ２５５ 第７章　芳酰胺螺鏇摺疊體 ２６２ ７ １　引言 ２６２ ７ ２　螺鏇摺疊體概述 ２６２ ７ ３　芳酰胺螺鏇摺疊體的構築 ２６３ 　　７ ３ １　基於鄰氨基苯甲酰胺的螺鏇摺疊體 ２６５ 　　７ ３ ２　基於間氨基苯甲酰胺的螺鏇摺疊體 ２６６ 　　７ ３ ３　基於２.６￣吡啶二甲酰胺的螺鏇摺疊體 ２６７ 　　７ ３ ４　基於喹啉甲酰胺的螺鏇摺疊體 ２７１ 　　７ ３ ５　基於萘啶甲酰胺的螺鏇摺疊體 ２７４ 　　７ ３ ６　基於鄰菲羅啉二酰胺的螺鏇摺疊體 ２７５ ７ ４　芳酰胺螺鏇摺疊體的手性誘導和手性控製 ２８０ ７ ５　芳酰胺螺鏇摺疊體的功能 ２８６ 　　７ ５ １　摺疊體螺鏇空腔的構築及識彆性能 ２８６ 　　７ ５ ２　基於芳酰胺螺鏇摺疊體的反應性能 ２９１ 　　７ ５ ３　基於芳酰胺螺鏇摺疊體的分子機器 ２９３ ７ ６　結語 ２９５ 參考文獻 ２９５ 第８章　多氫鍵自組裝 ３００ ８ １　引言 ３００ ８ ２　關於氫鍵的一些基本問題 ３００ 　　８ ２ １　氫鍵的曆史 ３００ 　　８ ２ ２　氫鍵的定義 ３００ 　　８ ２ ３　氫鍵的鍵能與二級靜電作用 ３０３ 　　８ ２ ４　氫鍵的方嚮性 ３０５ 　　８ ２ ５　分子內氫鍵和分子間氫鍵 ３０５ 　　８ ２ ６　氫鍵的圖集錶示 ３０５ 　　８ ２ ７　生命體係中的氫鍵 ３０７ 　　８ ２ ８　研究氫鍵的物理方法 ３０７ ８ ３　三氫鍵組裝體係及其應用 ３０８ 　　８ ３ １　ＡＤＡ ＤＡＤ三氫鍵體係 ３０９ 　　８ ３ ２　ＤＤＡ ＡＡＤ三氫鍵體係 ３１２ 　　８ ３ ３　ＤＤＤ ＡＡＡ三氫鍵體係 ３１５ ８ ４　四氫鍵組裝體係及其應用 ３１７ 　　８ ４ １　氫鍵鍵閤單元分離的四氫鍵體係 ３１７ 　　８ ４ ２　具有ＤＡＤＡ ＡＤＡＤ氫鍵位點的自補償四氫鍵體係 ３１８ 　　８ ４ ３　具有ＤＤＡＡ ＡＡＤＤ氫鍵位點的自補償四氫鍵體係 ３２３ 　　８ ４ ４　具有ＤＡＡＤ ＡＤＤＡ氫鍵位點的異體四氫鍵體係 ３３２ 　　８ ４ ５　具有ＡＡＡＡ ＤＤＤＤ氫鍵位點的四氫鍵體係 ３３６ 　　８ ４ ６　其他四氫鍵體係 ３３８ ８ ５　多氫鍵雙分子帶 ３４０ 　　８ ５ １　基於芳酰胺低聚體的多氫鍵雙分子帶 ３４０ 　　８ ５ ２　基於 “共價澆鑄 ”策略的多氫鍵雙分子帶 ３４３ 　　８ ５ ３　基於酰肼低聚體的多氫鍵雙分子帶 ３４５ 　　８ ５ ４　其他體係 ３４７ ８ ６　多氫鍵環形組裝體 ３５２ 　　８ ６ １　生命體係中環形組裝體 ３５２ 　　８ ６ ２　基於三氫鍵單元的環形組裝體 ３５２ 　　８ ６ ３　基於四氫鍵鍵閤單元ＵＰｙ和ＤｅＡＰ的環形組裝體 ３５５ 　　８ ６ ４　基於酰肼的環形組裝體 ３５８ ８ ７　結語 ３６１ 參考文獻 ３６１ 第９章　分子機器 ３７４ ９ １　分子水平的機器 ３７４ 　　９ １ １　概念、定義及特徵 ３７４ 　　９ １ ２　基於自組裝的分子機器 ３７５ 　　９ １ ３　分子機器的分類 ３７６ ９ ２　化學驅動的分子機器 ３７６ 　　９ ２ １　ｐＨ驅動的分子機器 ３７７ 　　９ ２ ２　離子驅動的分子機器 ３８３ 　　９ ２ ３　溶劑驅動的分子機器 ３９０ 　　９ ２ ４　其他化學驅動的分子機器 ３９４ ９ ３　電化學驅動的分子機器 ３９７ 　　９ ３ １　無機離子氧化還原作為驅動源的分子機器 ３９７ 　　９ ３ ２　有機分子氧化還原作為驅動源的分子機器 ４００ 　　９ ３ ３　其他電化學驅動的分子機器 ４０８ ９ ４　光驅動的分子機器 ４０９ 　　９ ４ １　基於偶氮苯的分子機器 ４１０ 　　９ ４ ２　基於二芳基乙烯的分子機器 ４１５ 　　９ ４ ３　基於酰胺的分子機器 ４１６ 　　９ ４ ４　基於釕復閤物的分子機器 ４１８ 　　９ ４ ５　其他光驅動的分子機器 ４２２ ９ ５　其他形式驅動的分子機器 ４２６ ９ ６　分子機器的應用 ４３０ 　　９ ６ １　邏輯門與分子電子器件 ４３０ 　　９ ６ ２　負載的運輸和釋放 ４３４ 　　９ ６ ３　材料錶麵性質的轉換 ４３６ ９ ７　結語 ４３８ 參考文獻 ４３８ 第１０章　多孔材料與氣體吸附 ４４７ １０ １　引言 ４４７ １０ ２　有機微孔聚閤物 ４４７ 　　１０ ２ １　超交聯聚閤物 ４４７ 　　１０ ２ ２　固有微孔聚閤物 ４５０ 　　１０ ２ ３　共軛微孔聚閤物 ４５５ 　　１０ ２ ４　共價有機框架 ４５８ １０ ３　多孔有機分子材料 ４６３ 　　１０ ３ １　具有離散空穴結晶的多孔有機分子 ４６５ 　　１０ ３ ２　具有一維孔道的多孔有機分子晶體 ４６５ 　　１０ ３ ３　具有三維孔道的多孔有機分子晶體 ４６７ 　　１０ ３ ４　非晶態多孔有機分子材料 ４６８ １０ ４　結語 ４７０ 參考文獻 ４７０ 索引 ４７９

精彩書摘

第１章　超分子化學 :從分子識彆到自組裝
１１　超分子化學的基本概念
１１１　從分子化學到超分子化學
傳統的分子化學以共價鍵、離子鍵、金屬鍵三大經典化學鍵為基礎.化學反應以舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成為標誌.並且認為 “分子是保持物質化學性質的最小微粒”.然而隨著認知的深入.人們發現傳統意義上的分子並不能承載或實現許多特定、高級或復雜的功能.而需要一個有組織的多分子體係來協同完成.我們有必要在分子以上層次來研究化學.研究分子之間的相互作用.超分子化學應運而生.它以分子之間的相互作用包括離子－離子相互作用(１００ ~３５０ｋＪｍｏｌ－１)、離子－偶極相互作用(５０ ~２００ｋＪｍｏｌ－１)、偶極－偶極相互作用(５ ~５０ｋＪｍｏｌ－１)、範德華作用力 (小於５ｋＪｍｏｌ－１)、固體中的緊密堆積、疏水效應、氫鍵(４ ~１２０ｋＪｍｏｌ－１ )[１]、芳環的π￣π堆積(０ ~５０ｋＪｍｏｌ－１ )[２]、陽離子￣π相互作用(５~８０ｋＪｍｏｌ－１ )[３]、陰離子￣π相互作用 (小於４ｋＪｍｏｌ－１ )[４]等為研究對象.
徐光憲教授認為.隨著學科的發展.化學概念的內涵和外延也在不斷拓展:２１世紀的化學是研究泛分子(ｐａｎｍｏｌｅｃｕｌｅ)的科學.是研究分子層次以及以超分子為代錶的分子以上層次的化學物質的組成、結構、性質和變化及其內在聯係和外界變化條件的科學[５].現代超分子化學處在化學、物理學、生物學、材料科學、納米科學等學科的前沿交叉領域.並已成為化學學科領域的一個重要拓展和分支.Ｄｉｅｄｅｒｉｃｈ估計在ＪＡｍ Ｃｈｅｍ Ｓｏｃ Ａｎｇｅｗ Ｃｈｅｍ Ｉｎｔ Ｅｄ Ｃｈｅｍ Ｃｏｍｍｕｎ Ｃｈｅｍ Ｅｕｒ Ｊ等頂級化學刊物上發錶的有關超分子化學的研究論文.甚至占到瞭２０％ ~３０％[６].
１１２　超分子化學概念的提齣
現代超分子化學研究發軔於１９６７年Ｐｅｄｅｒｓｅｎ有關冠醚的閤成及其對於堿金屬離子絡閤特性的報道[７.８].在隨後的十多年間.以ＤＪＣｒａｍ和ＪＭＬｅｈｎ為傑
齣代錶的化學傢通過復雜的有機閤成策略.構築瞭各種各樣對特定客體有高度選擇性識彆功能的大環主體分子 :冠醚、穴醚、球醚、環蕃、環糊精、杯芳烴、卟啉、葫蘆脲等[９.１０].在此基礎上.Ｌｅｈｎ[１１]於１９７８年明確提齣瞭超分子化學的概念:超分子化學是關於分子組裝體和分子間鍵的化學(ｔｈｅｃｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆｍｏｌｅｃｕｌａｒａｓｓｅｍｂｌｉｅｓａｎｄｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｍｏｌｅｃｕｌａｒｂｏｎｄ).隨後.Ｌｅｈｎ[１２]在其諾貝爾奬獲奬演說中又將超分子化學定義為 “超越分子的化學”.是研究兩個或多個化學物種通過分子間作用力鍵閤起來的更復雜的有組織的聚集體的化學(“ｃｈｅｍｉｓｔｒｙｂｅｙｏｎｄｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌｅ”ｂｅａｒｉｎｇｏｎｔｈｅｏｒｇａｎｉｚｅｄｅｎｔｉｔｉｅｓｏｆｈｉｇｈｅｒｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙｔｈａｔｒｅｓｕｌｔｆｒｏｍｔｈｅａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｏｆｔｗｏｏｒｍｏｒｅｃｈｅｍｉｃａｌｓｐｅｃｉｅｓｈｅｌｄｔｏｇｅｔｈｅｒｂｙｉｎｔｅｒｍｏｌｅｃｕｌａｒｆｏｒｃｅｓ).他認為從分子到超分子與分子間相互作用的關係.正如從原子到分子與共價鍵的關係[１３￣１９].他用圖１￣１來描述分子化學與超分子化學的差異 :分子化學的任務.是從結構相對簡單的分子齣發通過各種閤成策略.以共價鍵的形式生成比較復雜的分子.而超分子化學的研究範疇.則是這個相對復雜的分子與其他分子之間的相互作用.

圖１￣１　Ｊ ＭＬｅｈｎ錶述的分子化學與超分子化學概念的差彆[１４]
從這個概念可以看齣.隻要涉及分子間相互作用.都可以歸結為超分子化學的研究範疇.值得指齣的是.這個概念也有其局限性 :在超分子光化學領域.往往隻涉及同一個分子內部兩部分之間的相互作用.如生色團和氧化還原中心之間光吸收和氧化還原態交換[２０].但顯然.這屬於超分子化學的研究範疇.
我們說原子之間以共價鍵連接形成分子.實際上.原子之間並沒有一個真實的 “鍵”.隻是電子雲在兩個原子核之間的分布相對集中.共價鍵的斷裂.並不是像剪刀一樣剪開這個 “鍵”.隻是電子雲的流動和重新分布.兩個分子通過非共價相互作用形成超分子體係時.所涉及的依然是電子雲的流動和重新分布.例如.在Ａ—ＨＢ氫鍵作用中.電子雲從完全局限於Ａ和Ｈ之間.部分流嚮Ｂ和Ｈ之間.從這個層麵上說.分子化學所關注的共價鍵斷裂與生成.與超分子化學所關注的非共價鍵的斷裂與生成.兩者在本質上是一緻的.都是電子雲的流動與重新分布.
１２　分子識彆
１２１　分子識彆的定義
分子識彆(ｍｏｌｅｃｕｌａｒｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ)是特定主體 (受體 )分子選擇性鍵閤客體 (底物 )並産生某種特定功能的過程[２１].單純的鍵閤不是分子識彆.識彆是有目的的鍵閤.這個過程伴隨著能量的變化和信息的處理.分子識彆不依賴傳統的共價鍵.這個過程所需的能量來自於非共價相互作用.受體的幾何結構、電子特性和化學反應等信息存儲於其結構中.識彆過程意味著超分子化學水平上的信息處理.受體和底物信息達到最佳匹配.因此分子識彆既是在超分子水平上進行信息處理的基礎.又是組裝高級結構的重要途徑之一.
從以上的定義可以看齣.分子識彆的概念是與主客體化學[２２.２３]緊密聯係的.主體(ｈｏｓｔ)通常指具有收斂的鍵閤位點、一定大小的空腔.像酶和人工閤成大環之類的分子或者聚集體[２４].冠醚[２５].環糊精[２６.２７].杯芳烴傢族[２８] (包括雷
瑣酚杯芳烴[２９]、環三藜蘆烴[３０.３１]、雜杯雜芳烴[３２￣３４]、柱芳烴[３５.３６]等).葫蘆
脲[３７.３８]等大環化閤物.由於它們優異的性能和廣泛的應用.被譽為超分子化學領域的四代主體分子.近年來.Ｃｈｅｎ等[３９.４０]成功地把具有獨特三維剛性結構的蝶烯基元引入到大環主體分子的構建中.發展瞭一類具有豐富分子識彆性能的新型大環主體分子體係.
客體(ｇｕｅｓｔ)通常指具有發散鍵閤位點的陽離子、簡單的無機陰離子、離子對或者像荷爾濛、信息素和神經遞質等結構復雜的分子[２４].一些結構新穎、具有特殊性質的分子.如富勒烯、金剛烷、二茂鐵、銨鹽、百草枯 (紫精 )等.是超分子化學領域的明星客體分子.
１２２　互補性和預組織
互補性(ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｉｔｙ)和預組織(ｐｒｅｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ)是決定分子識彆過程的兩個關鍵原則.前者決定主體能否鍵閤客體以及鍵閤過程中的選擇性.而後者則決定分子識彆過程中的鍵閤能力[４１].
底物與受體的互補性包括空間結構互補性及空間電學特性的互補性.Ｆｉｓｃｈｅｒ１８９４年提齣用 “鎖和鑰匙 ”(ｌｏｃｋａｎｄｋｅｙ)關係來描述酶和底物作用過程中的專一性結閤.就是指主客體識彆過程中的空間結構互補性 :主體的空腔必須與客體在形狀、大小方麵相匹配 [圖１￣２ (ａ)][４２.４３].對於剛性分子.主客體必須嚴格滿足 “鎖和鑰匙 ”關係纔能獲得高的識彆選擇性和鍵閤穩定性.另一種互補性指電性互補性 :主體和客體上的鍵閤位點及電荷分布能很好地匹配.

圖１￣２　 (ａ)酶和底物作用過程中 “鎖和鑰匙 ”機理.
(ｂ)酶和底物作用過程中 “誘導契閤 ”機理[４１]
“鎖和鑰匙 ”學說把受體和底物的結閤看成是固定不變的.因而具有一定的局限性.１９５８年Ｋｏｓｈｌａｎｄ[４４]在研究酶和底物相互作用時提齣瞭另一種機理 ——— “誘導契閤 ”(ｉｎｄｕｃｅｄｆｉｔ)機理.他指齣 :受體並不是事先就以一種與底物互補的形狀存在.受體在受到底物誘導之後改變成與底物互補的構象.同底物達到最佳結閤 [圖１￣２ (ｂ)].這個過程也被稱為識彆過程的構象重組織(ｒｅｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ)或者受體的變構調節 (又稱彆構調節.ａｌｌｏｓｔｅｒｉｃｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ).
主客體的結閤使體係變得更加有序.是個熵減的過程.根據 ΔＧ＝ ΔＨ－Ｔ ΔＳ＝－ＲＴｌｎＫ.要使主客體復閤物更加穩定.除瞭使主客體在空間結構和電性上更加互補外 (增加 ΔＨ的貢獻).另一個措施是盡可能減小主客體結閤過程中的熵變 (ΔＳ).達到這一目的的途徑.是盡可能預組織(ｐｒｅｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ)主體[４５.４６].使其絡閤前後的構象變化最小.預組織的最典型例子來自大環化閤物對客體的包結作用[４７].大環結構的形成.預組織瞭大環與客體相互作用的鍵閤位點.這個過程所造成的熵損失在大環閤成過程中得到補償.相對於具有相同鍵閤位點的開鏈主體.大環與客體的結閤過程不需要構象重排 (熵不利).因而與客體的結閤更加牢靠.
１２３　協同效應
協同效應(ｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃｅｆｆｅｃｔ.或ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｉｔｙ)又稱增效作用.是指兩種或兩種以上的組分相加或調配在一起.所産生的作用不同於各種組分單獨應用時作用的總和.具體到超分子化學領域.協同效應指當一個體係中存在兩種或者多種非共價相互作用時.整體作用效果不同於每個非共價作用單獨作用後的加和.有正的協同效應和負的協同效應之分.相對於共價鍵.單個非共價鍵的鍵能還是很小的.為瞭構造高穩定性的分子識彆模式或者組裝體係.超分子化學傢往往希望通過多重非共價作用之間的正協同效應以達到目的.Ｈｕｎｔｅｒ和Ａｎｄｅｒｓｏｎ[４８]在他們最新的綜述中把協同效應分為兩類 :變構協同性(ａｌｌｏｓｔｅｒｉｃｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｉｔｙ)和螯閤協同性(ｃｈｅｌａｔｅｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｉｔｙ).
１３　自　組　裝
１３１　自組裝的定義
分子識彆是超分子化學的一個重要手段.超分子化學的另一手段是自組裝. (有時也被稱為超分子閤成手段).它以特定的分子識彆模式為基礎.在超分子化學發展初期.化學傢依靠嫻熟的有機閤成技能和巧妙的設計.構築瞭很多結構復雜的主體分子.但依賴於共價鍵形成的主體分子設計與閤成存在多方麵局限性:主體結構不能太復雜.否則閤成上不可行.多步反應成本較高.導緻性能優良的主體分子價格昂貴.限製其實際應用而隻具有基礎研究的意義.主體分子一旦形成.其結構固定.很難根據外界條件的改變而改變其結構.自組裝這一手段的齣現和應用.大大提高瞭構築復雜主體分子的效率 :閤成相對簡單的單體.並在此過程中將鍵閤位點編碼於單體結構之中.單體依靠鍵閤位點之間的識彆實現 “程序性 ”自組裝[４９].自發形成瞭復雜、具有高度選擇性、可逆的主體分子.自組裝主體分子可以根據外界刺激或者客體的不同而改變其結構以達到最大程度的鍵閤.
前麵我們多次提到自組裝.雖然沒有明確給齣定義.讀者心中已經多多少少瞭解瞭 “什麼是自組裝”.自組裝(ｓｅｌｆ￣ａｓｓｅｍｂｌｙ)本身是一個廣義和自描述性的術語.正如Ｐｅｌｅｓｋｏ在Ｓｅｌｆ￣Ａｓｓｅｍｂｌｙ :ＴｈｅＳｃｉｅｎｃｅｏｆＴｈｉｎｇｓｔｈａｔＰｕｔＴｈｅｍｓｅｌｖｅｓＴｏｇｅｔｈｅｒ中所描述的那樣[５０].已被廣泛應用於化學、生物學、物理學和納米工程學領域.廣義地說.自組裝是指一個預程序化的無序係統在沒有外部的乾預下.構成元素(ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ)自行聚集、組織成規則結構的現象.具體到化學領域.自組裝指分子或者其他組裝基元通過弱相互作用自發地形成有序結構的
過程[５１￣５４].
１３２　自組裝的特點
從以上的定義可以看齣.超分子化學領域的自組裝體係有以下三個顯著特徵.
(１)有序性
:無論是形狀還是自組裝實體進行的特定行為.自組裝的結構必須比單獨的組成部分有序性更高.這一點與化學反應不同.在化學反應中.通常是朝著無序性狀態轉變的.

(２)相互作用力
:像範德華力(ｖａｎｄｅｒＷａａｌｓ)、毛細現象(ｃａｐｉｌｌａｒｙｐｈｅ￣ｎｏｍｅｎｏｎ)、 π￣π相互作用、氫鍵(ｈｙｄｒｏｇｅｎｂｏｎｄｉｎｇ)這些弱相互作用.在自組裝過程中起關鍵性作用.盡管這些弱相互作用在能量上比傳統共價鍵、離子鍵、金屬鍵小一到兩個數量級.但它們在材料閤成中起重要作用.它們決定瞭液

前言/序言

復雜有機閤成：從基礎到前沿 圖書簡介 《復雜有機閤成：從基礎到前沿》是一部旨在全麵梳理和深入探討有機閤成化學核心原理、經典方法與當代突破的權威專著。本書不僅係統闡述瞭有機分子構建的基石——反應機理、立體化學控製和官能團轉化，更聚焦於現代藥物研發、新材料創製以及精細化學品生産中所麵臨的復雜結構閤成挑戰。全書結構嚴謹，內容翔實，力求為化學研究人員、高年級本科生和研究生提供一套兼具理論深度與實踐指導價值的學習資源。 第一部分：有機閤成的基石與策略 本部分奠定有機閤成的理論基礎，詳細剖析瞭驅動化學轉化的基本動力學和熱力學因素。 第一章：反應機理的深度解析 本章深入探討瞭關鍵有機反應的電子效應和過渡態結構。重點分析瞭親核取代反應（SN1、SN2、SNAr）中的立體電子效應，親電加成反應中碳正離子和環狀中間體的穩定性。尤其關注瞭自由基反應的鏈式引發、傳播和終止過程，以及其在C-H鍵活化中的應用潛力。此外，對各種重要的重排反應（如Claisen重排、Pinacol重排）的內稟機製進行瞭詳盡的比較分析。 第二章：立體化學控製的藝術 立體化學是復雜分子閤成的靈魂。本章係統梳理瞭控製非對映選擇性（Diastereoselectivity）和對映選擇性（Enantioselectivity）的策略。內容涵蓋手性輔助劑的使用、過渡金屬催化不對稱反應（如Sharpless環氧化、Jacobsen水解）的催化循環，以及有機小分子催化（Organocatalysis）中手性布朗斯颱德酸/堿的應用。對動態動力學拆分（DKR）和手性池策略的適用性進行瞭詳細的案例分析。 第三章：官能團的正交保護與轉化 高效的閤成依賴於對官能團的精確控製。本章詳細分類介紹瞭各類官能團的保護基團（PGs），包括它們的引入條件、酸堿穩定性及選擇性脫除方法。重點講解瞭羥基、氨基、羧基和羰基在多步驟閤成序列中必須滿足的“正交性”要求。此外，對關鍵的官能團相互轉化，如氧化、還原、鹵代和硝化反應，在不同底物背景下的選擇性問題進行瞭深入討論。 第二部分：關鍵碳-碳鍵構建的現代工具 碳骨架的構建是任何復雜分子閤成的核心。本部分集中介紹瞭過去幾十年中取得突破性進展的C-C鍵偶聯技術。 第四章：過渡金屬催化的偶聯反應 本章是全書的重點之一，詳細介紹瞭構建sp2-sp2、sp2-sp3及sp3-sp3 C-C鍵的經典和新型偶聯方法。 鈀催化體係： 深入分析瞭Suzuki-Miyaura、Heck、Stille、Negishi以及Buchwald-Hartwig胺化反應的催化劑設計、配體效應（如膦配體、NHC配體）和反應優化。特彆關注瞭在具有高位阻或敏感官能團底物上的應用。 其他金屬催化： 探討瞭鎳、銅和銠催化的偶聯反應，例如鎳介導的還原偶聯，銅催化的Ullmann型偶聯在芳香體係中的應用。 第五章：烯烴和炔烴的官能團化 本章聚焦於不飽和鍵的精準修飾。涵蓋瞭烯烴的立體選擇性環丙烷化、環氧化和二羥基化反應（如Upjohn氧化）。詳細介紹瞭炔烴的氧化和還原反應，特彆是關於如何實現順式或反式加成的選擇性控製。對烯烴和炔烴的交叉復分解反應（Grubbs/Schrock催化劑）在構建大型環狀分子和聚閤物中的應用進行瞭詳細的案例展示。 第六章：有機小分子催化的力量 有機催化作為綠色化學的代錶，在本章中得到充分體現。重點介紹瞭硫脲/硫代脲、手性胺類（如Proline衍生物）以及N-雜環卡賓（NHC）在不對稱Michael加成、Aldol反應和胺催化的級聯反應中的應用。強調瞭非金屬催化在避免重金屬殘留和簡化後處理方麵的優勢。 第三部分：復雜天然産物與新藥先導的閤成挑戰 本部分通過剖析真實的閤成實例，展示如何整閤前述的理論和方法來解決實際的分子構建難題。 第七章：環化反應與骨架的快速構建 復雜分子通常含有多個稠環或螺環結構。本章係統梳理瞭構建這些復雜骨架的有效策略： Diels-Alder反應： 及其反電子需求模式和不對稱變體。 關環復分解（RCM）： 在構建大環內酯和復雜天然産物中的核心地位。 串聯反應與級聯反應： 展示如何通過一個起始步驟實現多個鍵的形成，極大提高閤成效率（步進經濟性）。 第八章：C-H鍵活化的前沿探索 C-H鍵活化是閤成化學的“聖杯”之一。本章介紹瞭定嚮C-H官能化技術，特彆是利用導嚮基團（Directing Groups）實現C-H鍵的區域選擇性胺化、芳基化和烯基化。對比瞭鈀、銠和釕催化體係的優劣，以及在藥物分子後期修飾中的巨大潛力。 第九章：閤成案例分析：從靶點到分子 本章選取瞭幾例具有代錶性的復雜天然産物（如紫杉醇、多西他賽類化閤物）或重要藥物先導分子（如某些拓撲異構酶抑製劑）的閤成路綫。分析其閤成策略背後的邏輯選擇，包括如何確定關鍵的收斂點、如何解決閤成後期中的立體化學衝突，以及如何優化關鍵步驟以適應大規模製備的需求。通過這些案例，讀者可以直觀地體會到閤成化學傢在麵對多手性中心、敏感官能團時的決策過程。 總結與展望 本書最後對有機閤成化學的未來發展趨勢進行瞭展望，包括光催化閤成、電化學閤成在有機閤成中的復興，以及人工智能與機器學習輔助的閤成路綫設計，強調瞭可持續化學在未來閤成實踐中的指導作用。 本書內容覆蓋瞭有機閤成化學從基礎理論到尖端應用的廣闊領域，是化學工作者深入理解和實踐復雜分子構建的必備參考書。

評分☆☆☆☆☆

這是一本讓我對“功能”的定義有瞭根本性反思的書。《超分子組裝：結構與功能》不僅講解瞭結構如何決定功能，更重要的是，它揭示瞭“功能”本身是如何被“設計”齣來的。作者的寫作，沒有那種生硬的教科書式的說教，而是像一位老朋友在娓娓道來，娓娓道來那些關於分子世界裏奇妙的“協作”故事。我特彆喜歡書中對“分子識彆”和“自催化”等概念的闡述，它們不僅僅是化學反應的描述，更像是賦予瞭分子一種“智慧”和“意圖”。例如，在介紹分子機器時，作者將它們比作微小的“工人”，能夠執行特定的任務，這讓我對納米技術和分子工程的理解，變得更加具象和生動。書中對“組裝”的討論，讓我看到瞭一個超越傳統化學鍵閤的全新視角，非共價鍵的力量，在宏觀功能實現上，同樣可以發揮決定性作用，而且往往更加靈活和可逆。我尤其對書中關於“有序性”的論述印象深刻，它告訴我們，微觀層麵的精確排列，是如何最終驅動宏觀功能的實現，而這種精確性，往往是自然界創造復雜生命體的基礎。這本書讓我開始思考，如何通過對分子“行為”的理解和操控，來創造齣具有全新功能的材料，這是一種深刻的啓發。

評分☆☆☆☆☆

《超分子組裝：結構與功能》這本書，可以說是一次顛覆性的閱讀體驗。我原本以為這種涉及“組裝”和“結構”的書，可能會充斥著大量枯燥的化學式和復雜的圖解，但事實完全齣乎我的意料。作者的寫作風格非常引人入勝，他並沒有直接灌輸理論，而是通過大量的生動比喻和類比，將那些高深的科學概念變得易於理解。例如，在解釋分子識彆機製時，作者將分子比作“鎖與鑰匙”，形象地描繪瞭它們之間精確的匹配關係，這讓我一下子就抓住瞭核心要義。書中最讓我印象深刻的是關於“設計”的部分，作者詳細闡述瞭如何根據特定的功能需求，去設計具有特定結構的超分子體係。這不僅僅是科學的探索，更是一種藝術的創造。通過調整分子的形狀、大小、電荷分布以及官能團，科學傢們能夠“編程”分子，讓它們按照預設的規則進行組裝，最終實現我們想要的功能。書中對一些前沿領域的應用，如分子機器、人造酶、以及納米藥物載體的開發，都做瞭深入淺齣的介紹，讓我看到瞭超分子化學在解決現實問題中的巨大潛力。雖然我不是這個領域的專業人士，但閱讀這本書的過程，卻讓我覺得自己仿佛置身於一個充滿智慧和創新的實驗室，與科學傢們一同探索物質世界的無限可能。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀過程，就像是在跟隨一位經驗豐富的嚮導，穿越一個錯綜復雜卻又充滿秩序的分子迷宮。作者在《超分子組裝：結構與功能》中，將“結構”與“功能”之間的必然聯係，展現得淋灕盡緻。我過去常常疑惑，為什麼某些看似相似的分子，在組裝成更大的結構後，會錶現齣如此天壤之彆的性能。這本書給齣瞭令人信服的答案。它詳細剖析瞭分子間的弱相互作用，是如何在宏觀尺度上纍積並放大，從而決定瞭超分子體係的整體構象和行為。比如，在討論晶體工程時，作者通過對不同晶型及其光學、電學性質的對比分析，清晰地揭示瞭分子在空間排列上的微小差異，如何導緻宏觀性能的巨大改變。這讓我意識到，在分子層麵進行精細的“構型設計”，是實現材料功能定製的關鍵。書中關於“超分子聚閤物”的章節，尤其令我著迷。它解釋瞭如何利用可逆的非共價鍵，將小的分子單元連接成可溶性的、具有彈性的長鏈，這種材料的可設計性和可迴收性，為可持續材料的發展提供瞭新的思路。總的來說，這本書不僅是知識的傳授，更是一種思維方式的啓迪，它讓我學會瞭從微觀結構去理解宏觀現象，從基礎原理去預測和設計新材料。

評分☆☆☆☆☆

讀完《超分子組裝：結構與功能》，最大的感受就是它為我打開瞭一個全新的視角，讓我看到瞭物質世界在分子層麵的精妙設計。我一直對材料科學很感興趣，但很多時候接觸到的都是宏觀的性能描述，諸如強度、導電性等等。這本書則深入到瞭這些性能的根源，解釋瞭為什麼材料會呈現齣特定的結構，而這些結構又如何賦予它們獨特的功能。作者用非常清晰的語言，將那些抽象的分子間相互作用，比如氫鍵、π-π堆積、範德華力等等，具象化地呈現在讀者麵前。特彆是關於自組裝的部分，簡直像是在講述大自然創造萬物的奧秘。從簡單的分子，如何通過自身的力量，不需要外部指令，就能排列組閤成復雜有序的超分子結構，這讓我驚嘆不已。書中列舉瞭許多具體的例子，比如DNA雙螺鏇的形成、蛋白質的摺疊，甚至細胞膜的構建，這些我們生活中習以為常的現象，在超分子組裝的理論框架下，都變得有跡可循，邏輯嚴謹。我尤其喜歡其中關於“模闆效應”的討論，它解釋瞭如何利用預先存在的結構來指導新的分子有序排列，這對於設計新型功能材料，比如用於催化、傳感或者藥物遞送的材料，具有極其重要的指導意義。總的來說，這本書不僅在理論上夯實瞭我的知識基礎，更在實踐層麵激發瞭我無限的想象空間，讓我看到瞭利用分子層麵的精確控製，來創造前所未有新材料的可能性。

評分☆☆☆☆☆

《超分子組裝：結構與功能》給我帶來的，是一種全新的科學認知框架。我過去對於“功能”的理解，往往局限於材料本身的化學成分，而這本書則讓我看到瞭，除瞭成分之外，分子是如何“組織”起來，以及這種“組織”本身所蘊含的巨大能量。作者對“組裝”過程的描述，既嚴謹又富於啓發性。他強調瞭“自洽性”和“動態性”在超分子體係中的重要性。那些由非共價鍵形成的超分子結構，往往是動態平衡的，能夠根據外界環境的變化而發生可逆的重組，這種“生命力”一般的特性，讓我對材料的理解上升到瞭一個新的層次。書中關於“響應性材料”的討論，給我留下瞭深刻的印象。作者介紹瞭如何設計能夠對光、熱、pH值等外界刺激做齣反應的超分子體係，並闡述瞭這些體係在傳感器、藥物釋放係統等領域的應用前景。這讓我看到瞭，材料不再是死的存在，而是可以與環境進行互動的“智能”實體。我尤其欣賞作者在介紹復雜的科學原理時，能夠始終保持一種清晰的邏輯脈絡，將一個抽象的概念，一步步地拆解，最終呈現在讀者麵前。這本書不僅僅是理論的堆砌，更是科學思想的傳遞，它讓我看到瞭一個更加廣闊的科學世界。

評分☆☆☆☆☆

采購瞭好多書 都是正版 質量沒問題

評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

和理論書搭配著來看，理解的會更透徹。

評分☆☆☆☆☆

看瞭很久，終於買瞭，拿下來一看，真心覺得錢沒白花

評分☆☆☆☆☆

good very blood well

評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

很好的工具書，紙張也很好，值得購買

評分☆☆☆☆☆

不錯

評分☆☆☆☆☆

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