基于环糊精的新型超分子有机凝胶和功能分子的设计、合成和性质的开题报告

基于环糊精的新型超分子有机凝胶和功能分子的设计、合成和性质的开题报告摘要：超分子化学是一个综合性的学科，利用分子之间的非共价相互作用构建具有特殊性质和功能的大分子体系。环糊精是一种重要的超分子化学建筑单元，它具有中空腔和疏水外表面，能够与各种分子形成包合物，从而在一定程度上控制和调控分子的性质和功能。本文计划利用环糊精为基础，设计合成新型超分子有机凝胶和功能分子，并研究它们的性质和应用。关键词：超分子化学，环糊精，有机凝胶，功能分子，性质和应用引言：超分子化学是探索分子之间非共价相互作用及其在大分子体系中的功能化学过程，其理论和实践深具挑战性和发展潜力。环糊精是一种含有6～16个葡萄糖基的环状分子，其中空腔和疏水外表面只能通过氢键、疏水和范德华力等较弱的作用与分子形成包合物，在传感、药物释放、分离纯化、环糊精囊内化学反应等方面已得到广泛应用。而有机凝胶是一种由小分子同时参与非共价相互作用而形成的三维网状结构，具有透明、弹性、可逆等特点，能够在传感、药物传输、细胞培养等领域中发挥较好的效果。本文拟利用环糊精作为基础，设计合成新型超分子有机凝胶和功能分子，并分析其性质和应用。研究内容：本文拟从以下两个方面设计、合成新型超分子有机凝胶和功能分子，并研究其性质和应用。1.基于环糊精的新型超分子有机凝胶的设计和合成以N-异丙基丙烯酰胺为单体，利用自组装和交联反应构建有机凝胶结构，以环糊精为功能单元，进一步在有机凝胶中形成包合物。研究其热力学性质、结构形貌、荧光光谱等性质，并探讨其在化学传感、药物传输等领域的应用。2.基于环糊精的新型功能分子的设计和合成设计合成含有环糊精基团的新型功能分子，如荧光探针、离子探针、酶诱导剂等，利用环糊精的包合作用实现对目标分子的选择性识别和检测。研究其光学性质、结构形貌、药物释放等性质，并探讨其在医药、环境等领域的应用。研究方法：1.原料的选择和实验室制备2.有机凝胶的合成方法和条件优化，如自组装反应、交联反应、重结晶法等3.对有机凝胶进行性质分析，如稳定性、力学性质、形貌分析、光学性能等4.利用有机凝胶构建环糊精包合物的研究5.含有环糊精基团的新型功能分子的设计和合成方法，如合成路线和反应条件的优化6.对新型功能分子进行性质分析，如光学性质、酶反应动力学等7.新型环糊精功能分子的应用和前景展望研究意义：本研究将有利于深入研究环糊精超分子结构的构建和性质的调控，拓展环糊精的应用范畴，促进超分子化学在材料科学和生命科学中的良性发展，为新型功能材料的设计和合成提供新思路和借鉴。参考文献：1.Huang,X.;Leong,W.;Liu,L.;etal.Cyclodextrin-basedsupramolecularsystems:Syntheses,structures,andapplications:Cyclodextrin-basedsupramolecularsystems,Chem.Rev.2015,115,6,2845-2901.2.Andreu,R.;Miguez,A.I.;Orza,A.Z.;etal.Cyclodextrin-basedsupramolecularhydrogels:Recentadvancesandfutureperspectives,Chem.Commun.2015,51,38,7960-7977.3.Kato,T.;Yamagishi,T.CyclodextrinSupramoleculesforFunctionalMaterials:Syntheses,Characterization,andApplications,Chem.Rev.2016,116,13,7289-7325.4.Zhang,Q.;Sun,H.-J.Recentadvancesintheconstructionofcyclodextrin-basedsupramolecularsystemsfordrugdelivery,Mater.Sci.Eng.C2019,102,870-886.5.Liu,K.;Shi,J.;Han,S.;etal.Cyclodextrin-ba