文档介绍：研究方向：超分子化学，关键包含杯芳烃和四硫富瓦烯化学等
1. 概述
超分子电化学（Suparmolecular Electrochemistry）是超分子化学和电化学相互融合前沿领域[1]。因为其含相关键理论意义和在生命科学和材料科学广泛应用前景，多年来，超分子电化学受到各国化学家高度关注。意大利Balzani和Nenturi等利用超分子电化学来构筑分子器件[2]；英国Beer和Chen等研究了含氧化还原单元分子受体电化学分子识别行为，并探讨了其分子内静电作用力影响原因[3，4]；荷兰Reinhoudt等系统研究了电化学控制超分子体系[5]；美国kaifer和Stoddart等报道了电化学控制分子组装和人工分子机器研究[6-8]；中科院化学所朱道本和张德清等研究报道了基于四硫富瓦烯有机薄膜材料[9]，等等。电化学调控分子识别是超分子电化学研究热点之一。电化学调控分子识别研究中，关键包含是分子识别过程相关主客体相互作用，其调控关键是基于主体或客体氧化态改变影响主客体间相互作用，进而影响分子识别行为。研究表明，经过电化学调控分子间相互作用，能够实现调整反应速率和催化活性；设计制备超分子材料，从而为实现材料和器件功效化开辟新路径。
超分子电化学研究超分子体系关键有两类，一是主体拥有分子识别位点，同时有一个或多个电化学单元，二是主体拥有分子识别位点，客体含有电化学单元。电化学调控分子设计一要考虑分子含有高选择性分子识别中心, 二要含有可逆电化学性质信息转换单元。常见研究分子识别受体有冠醚，环糊精，杯芳烃，葫芦脲和环番等大环化合物；常见电化学活性单元有金属茂，有机醌，钌联吡啶配合物，吡咯和四硫富瓦烯等化合物。开拓新型电化学控制超分子体系是永恒挑战性课题。
杯芳烃(Calixarene)是继冠醚、环糊精以后第三代超分子主体化合物[10]。三十年来，在分子识别、组装和超分子催化等方面取得了突飞猛进发展并展现了独特魅力[11-12]。硫桥杯芳烃(Thiacalixarene)作为杯芳烃家族新组员，因为其愈加灵活构象改变和衍生化可能性，在分子识别和组装方面引发了大家主动研究爱好[13-14]。在本项目中，不管是传统杯芳烃还是硫桥杯芳烃全部简称Calix。在杯芳烃衍生物中，杯芳冠醚(Calixcrown)因为其同时含有杯芳烃和冠醚两种亚单元，通常表现出和单独杯芳烃或冠醚不一样性质和对于一些客体愈加优越分子识别能力。同时, 四硫富瓦烯(Tetrathiafulvalene，简称TTF)是一个稳定、可逆两电子给体，拥有独特电化学行为，即控制合适电位，TTF以中性分子、自由基阳离子和二价离子三种形式存在[15]。伴随超分子化学发展，TTF作为一类经典电活化富电子体系在超分子化学领域受到了广泛关注[16]。以TTF为结构骨架TTF-冠醚、TTF-富勒烯、TTF-环番、TTF-索烃、TTF-轮烷、TTF-环糊精等TTF超分子体系全部已经有报道, 同时TTF在有机导电材料，导电LB膜，有机铁磁体，非线性光学材料，分子梭、分子开关，分子导线、传感器等有机功效材料方面已成为目前研究热点[17-20]。中国很多科研机构和高校,比如中科院化学所、南开大学、武汉大学、南京大学、四川大学、兰州大学、扬州大学、延边大学、山东师范大学等很多单位分别开展了杯芳烃及四硫富瓦烯研究。黄志镗院士课题组在杯芳烃化学和朱道本院士课题组在四硫富瓦烯化学研究领域作出了突出成绩[21]。
到现在为止，杯芳烃中引入电化学活性单元（如金属茂，有机醌，钌联吡啶配合物等）来构筑电化学调控分子识别体系已经有报道，并取得了关键研究结果。然而，相关Calix和TTF经过共价键连接超分子体系研究报道[15-16]较少，而且这些工作是基础性。为了深入拓展Calix-TTF新型分子主体研究和应用，本项目依据鉴于TTF独特电化学行为和Calix分子结构平台特征，期望经过电化学控制分子识别分子设计标准合成新奇共价键连接Calix-TTF超分子化合物，利用循环伏安，方波伏安等电化学手段、核磁共振和荧光光谱等谱学方法研究其电控制分子识别行为、机理和特征；利用LB和SAM膜技术研究Calix-TTF化合物在电极表面电化学行为和分子识别和组装特征。说明化合物结构、电化学行为和电化学调控分子识别特征之间内在规律。主动探索Calix-TTF作为传感器或分子器件在生命科学和材料科学领域中应用。
参考文件
A. E. Kaifer, M. Gómez-Kaifer, Supramolecular Electrochemistry, Wiely-VCH Weinheim, New York, 1999.
V. Balzani, A. Credi, M. Venturi, Nanotoday, , 2,