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1、燕山大学 -超分子化学 化学工程与技术 2015-11-19 索烃和轮烷索烃和轮烷 总论1 统计法合成索烃和轮烷2 类轮烷3 总论总论 1 索烃：是由2个或多个互锁在一起的环组成，而他们之间没有任 何化学作用。一般情况下，如果不破坏化学键，环就不能够分开。 轮烃： 是由一个相当直的长分子 穿线过大环组成，像棉线 穿过针眼一样。如果不断 裂，化学键是不能分解成 一个分立的环和链的。 类轮烃类轮烃： 没有物理阻碍的轮 烃（“线”能从 “针”的一头穿过 另一头）。类轮烃 往往是索烃和轮烃 的必要前体，由类 轮烷的模板化自组 装经由金属离子为 媒介，通过静电或 氢键作用，发生环 闭合形成索烃，因 一端

2、或两端连接着 大的基团而使其终 止形成轮烷。 客体 主体 类轮烷 索烃 轮烷 索烃和轮烷的主-客体化学合成 索烃和轮烃的化学组成等同于2个或更多的独立组分，然而一个 组分穿过另一个组分的穿线方式对于产生的聚集体的物理化学 性质具有很重要的影响。结果可划分为相互串联的和螺纹状两 种异构体形式(区别于传统的化学异构体)。索烃被称作其分离的 环组成的“拓扑”异构体。 应用方面的长期性包括： 产生复杂的可开关的器件； 开发具有新的物理性质的材料； 不需要经过化学修饰来改变其性质，而实现催化光活性或氧化 还原性的物种的表面固定化。 统计法合成索烃和轮烷2 索烃合成方法索烃合成方法：统计法和依赖于自组装的

3、“直接合成法”。 统计法：依赖于小概率，线性前体通过大环组分被穿线时，所发生的大环 的环合，这种结果自发得到的链接产物的产率很低。统计法也已经应用于 轮烷的合成。 (a)、(b)分别为索烃和轮烷的 统计法合成：长链二脂穿过氘 代三十四环烷的环面环合而成， 虽然连锁反应的产率不到1%， 但是有利地证实了索烃的存在。 (a) (b) 类轮烷类轮烷3 直接合成索烃和轮烷的策略就是：在环合或将队列共价地固定在一 起的阻塞反应发生之前，促使反应物穿线(结合)的发生。如果反应 物主要在溶液中以主-客体自组装络合物形式存在的可能性更大。 通常，预反应主-客体络合物是类轮烷，组成自组装模板，来共价 合成适当的索烃和轮烷。 (a)(b) (c) (a)(b)(c)类轮烷的结构 预反应主-客体络合物是类轮 烷中客体是缺电子的，而主体 是富电子的，由缺电子和富电 子芳香片段自组装合成轮烷， 由于 - 堆积作用，形成无 限的给体受体列队，依照模 板方法可以形成索烃。研究结 果表明，索烃与它的两个组成 部分各自的氧化还原性质很大， 这是环合的

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