《超分子简史》PPT课件.ppt

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1、超分子简史(1810-1996）,第一组：组长:S组员:A B C D E,主讲人/文档汇编/PPT制作：A,整理by A,1810-1849,01,PART ONE,1810 水合物的发现,1810年Sir Humphry Davy通过研氯气和水的结合，提出了水合氯这一概念。这是历史上第一次人们认识到分子之间能够互相结合。,1823 水合氯分子式的提出,1823年Michael Faraday在研究水合氯的分解时，得到了水合氯的分子式。,1811 石墨嵌插的研究,1811年Schafhutl 对石墨的嵌插现象进行了研究，所谓嵌插就是石墨的层间掺入了其它物质微粒，是一种非共价键的结合方式。现在

2、石墨的掺杂改性是一个活跃的研究领域。,1849 对苯二酚的硫化氢包合物,1849年F.wohler 在加压情况下向对苯二酚中通入硫化氢，得到了一种结晶物质，这就是对苯二酚的硫化氢包合物。包合物是分子间以非共价键形式结合的物质。,整理by C,1891-1907,02,PART TWO,1891环糊精包合物,环糊精在1891年由法国A.Villiers首次从淀粉杆菌的淀粉消化液里发现，至今已有一百多年的历史。它是由环糊精葡萄糖残基转移酶作用于淀粉、糖原、麦芽寡聚糖等葡萄糖聚合物而形成的612个D-吡喃葡萄糖基以-1，4-葡萄糖苷键连接而成的环状低聚糖,1893配位化学的诞生,1893年，Alfr

3、ed Werner是第一位提出复合离子配位化合物的正确结构的化学家，其过渡中心的金属原子被中性或阴性配体所包围。1913年，Werner以提出过渡金属复合物的八面体几何结构而获得了诺贝尔化学奖。他打下了现代配位化合物的基础，他同时也是第一个获得诺贝尔化学奖的无机化学家。,1894 锁和钥匙的概念的提出,最早解释药物-受体交互作用的学说是 Emil Fisher 在 1894 年提出的锁与钥匙之概念，认为生物体内受体(虽然他没有提这个词)或酶等大分子犹如须要开启的锁，药物或配体则作为钥匙，精确的与锁匹配。由此为引入受体这一概念做出了铺垫。,1907受体概念的引入,真正开始严肃探讨以及定量研究药物

4、效应，以及提出“受体”这个概念的，是英国生理学家John Newport Langley和德国免疫学家Paul Ehrlich。1906年Paul Ehrlich首先引入了”受体(Rezeptor)”这个说法。1907年，Paul Ehrlich 提出了受体的“锁-钥”模型，用以描述这种特异性结合过程。,整理by E,1937-1953,0 3,PART THREE,1937 K.L Wolf 用 UberMolekle来描述配位饱和物和物种结合而成的有序实体,Uber的意思是超级，Molekle是德语中分子的意思，所以超分子（supermolecule）实际上最早是一个德语词汇，由德国化学家

5、K.L Wolf提出。,1939化学键的本质引入氢键概念,1939年莱纳斯卡尔鲍林（Linus Carl Pauling，1）出版了在化学史上有划时代意义的化学键的本质一书。这部书彻底改变了人们对化学键的认识，将其从直观的、臆想的概念升华为定量的和理性的高度。1954年因在化学键方面的工作取得诺贝尔化学奖。,1940尿素形成的通道包合物,1940年bengen分离得到了尿素辛醇加和物的针状结晶，之后由Sxhlenk和smith等确定了尿素加合物的结构。后来发现，除去氧胆酸和尿素外，还有些化合物，例如氢醌、硫脲、淀粉和环糊精等，也能生成这种类型的加合物，因此这种类型的加合物自成一个体系，叫做包含

6、化合物，简称包合物。,1948 引进术语“包合物”,1948年Powell用X射线衍射法确定了对苯二酚包合物的晶体结构，引入术语“clathrates”,笼合物（clathrates）的结构特点是：其中的大分子首先构成晶体化的笼子结构，然后将较小的分子或原子包容在笼子之中而形成的一种化合物晶体。,19492,2对环番合成。,1949年brown和farthing合成了2,2对环番。环番是由一个或多个芳环和一条或多条碳链或仅为一个键组成的环外有环的多环烃型有机化合物。是由短间隔基（架桥）连接2个或更多芳香化合物而形成的笼型大环化合物。通过改变调节环番的结构可以赋予它各种性质，环番是超分子化学中的

7、重要工具。,1953DNA结构的确定,沃森-克里克DNA模型由 和以及Wilkins在1953年提出的DNA双螺旋结构模型：两条多聚核苷酸链相互反平行盘绕成直径为2nm的双螺旋；互补碱基对A-T、G-C由氢键联结位于螺旋内部，其平面垂直于螺旋轴，两相邻平面间距为0.34nm；每10个碱基对构成一段完整的右螺旋结构。这是他们通过X射线衍射实验，总结分析前人与自己工作的成果，该项研究成果促进生物学进入了发展的新时期。,整理by D,1957-1967,0 4,PART FOUR,1957 维他命B12的X射线晶体结构,Dorothy Crowfoot Hodgkin提出了X射线晶体学技术，这是一种

8、测定生物分子三维结构的方法。她最有影响力的发现之一是青霉素的结构确认之前推测的由Edward Abraham和厄恩斯特鲍里斯链，和维生素B12的结构，使她成为在化学赢得诺贝尔奖的第三位女性。,1959 尝试合成环番与四氰基乙烯的电荷转移络合物,1959 年Donald Cram尝试合成环番与四氰基乙烯的电荷转移络合物，这是人们第一次有意识地试图设计组装一个络合物。,1961 用酮和乙二胺首次合成席夫碱大环化合物,1961年N.F.Curtis用丙酮与三乙二胺合镍进行缩合反应，首次合成了席夫碱大环化合物。,1964 Busch和Jager:席夫碱大环化合物,席夫碱（英语：Schiff base）

9、，是一类在氮原子上连有烷基或芳基的较稳定的亚胺，名字来源于化学家雨果希夫。它的通式为R1R2C=N-R3，R3为芳基或烷基席夫碱主要是指含有亚胺或甲亚胺特性基团（RC=N）的一类有机化合物，通常希夫碱是由胺和活性羰基缩合而成。具有优良液晶特性。用作有机合成试剂和液晶材料。,1967 冠醚的合成,1967 年，Charles J.Pedersen报导发现了一种称为大环聚醚的新型化合物，因为该化合物的分子形状为环状，他将其命名为“冠”醚。二十年后，诺贝尔基金会致电 Charles Pedersen，告知他将获得 1987 年诺贝尔化学奖。,整理by B,1968-1978,0 5,PART FIV

10、E,1968 阴离子识别主体,1968年杜邦公司的Park和Simmonds报道了一系列大二环主体分子的卤素阴离子的络合性质。当该大二环的桥头氮原子质子化后，卤离子可以结合到其大二环的空腔内。并通过X射线晶体结构的测定得以确定，这成为阴离子被大环主体结合的第一例。而就在几乎同期，Pedersen报道了他的划时代结果，关于二苯并冠6配位阳离子的行为，这两大划时代的成果标志着现代超分子化学的开始。,1969 第一个穴状配体的合成,穴醚是一类人工合成的，可以与阳离子发生配位的双环和多环多齿配体。“穴醚（cryptand）”一词是指该配体形如空穴，将底物分子容纳在里面。整个分子是一个三维的结构。因此与

11、单环的冠醚相比，穴醚配合物更加稳定，对底物分子的选择性也更强。形成的复合物具有脂溶性。,1969 由烷基锂制取液体包合物,烷基锂是有机化学中的一种强亲核试剂，包合物即大分子中包入小分子的结构。液体包合物即溶解在液相中的主-客体分子。,主体分子是包裹客体分子的大分子，球形主体即包裹客体后空间结构为球状的主体分子。而预组织构筑是分子工程设计受控聚合物材料及高性能光电超分子材料的行之有效的策略。,1973 用球形主体来检测预组织的重要性,1978 引入术语”超分子化学,Supra molecular Chemistry is the chemistry of the intermolecular b

12、ond,covering the structures and functions of the entities formed by association of two or more chemical species.超分子化学是研究分子之间作用的学科，包括两个或两个以上分子组合体的结构与组合过程。,整理by S,1979-1996,0 6,PART SIX,(zhe shi zu zhang),1979 引入套索醚作为主体化合物的一个分支,套索冠醚又可称为开链冠醚，他们在外观上犹如套索和环绳，绳索就是连接于冠醚环上碳原子或其他原子上的支链，若支链连接在氮原子上，则称之为N-取代氮杂冠醚

13、或者氮侧臂氮杂冠醚、氮支链冠醚或氮支套索冠醚。,1981 荚状主体化合物的出现及其命名法的发展,末端带有络合点的非环状主体分子被称为荚状醚。它们与环状类似物相比，荚状醚因其不利的焓和熵效应的影响，主体分子对阳离子的亲和力一般较差，但在合适的金属离子如富含电荷的镧系金属离子存在下，它们可能采取类似于冠醚的卷曲构型。然而，荚状醚主题特别的柔韧性也允许采用多重桥连和螺旋状螯合模式，而冠醚还没发现这种性质。,1987 诺贝尔化学奖,Jean-Marie Lehn 教授1968年，他合成了一种笼状的分子，可以与多种金属离子形成内包复合物。以此为开端，他开始研究“分子识别”的化学基础，也就是受体分子识别和

14、选择性绑定底物的方式，这是许多生物学过程的基础。Lehn教授的工作开创了一个全新的化学研究领域，他称之为“超分子化学”，他也凭借在此领域的杰出工作被称为“超分子化学之父”。,没错又是他：,1995 出版Comprehensive Supramolecular Chemistry,这本全面的超分子化学书籍首次涵盖了现代超分子化学中令人兴奋的多学科领域。是超分子化学自诞生以来的集大成者。(不过书好像有点贵),1996 诺贝尔化学奖,英国克罗托教授在研究暗星云中的富碳尘埃过程中和在美国赖斯大学任教的柯尔、斯莫利一起用激光超声团簇流发生器，将石墨激光蒸发，观察到一个由60个碳原子组成的分子的峰。被确定为C60,C60的发现就像当年凯库勒定出苯的结构一样，开拓了一个新的研究领域。他们三人为此荣获了1996年诺贝尔化学奖。,罗伯特F.科尔,哈罗德W.克罗托,理查德E斯莫乐,我讲完了,(我也不知道你们认真听了没有）,