2003年全球化学科学重大进展（七）
超分子化学部分
包裹阴离子的单分子胶囊
　　美国密苏里州大学的研究人员将静电相互作用和氢键作用相结合,
利用弱的阳离子π键和氢键，合成制备了包裹离子对的单分子胶囊。
这种方法可以视为离子对识别，其原理是:吸引阴离子的正电荷点不
以共价键结合到受体外壳上,而被引入到受体胶囊内部孔穴中。这样
可以将带电荷位置与外界环境很好地隔离，并可限定阴离子使静电作
用力“方向化”。
　　研究人员设计并合成了新型受体,并对在甲醇与
Me4NX(X=Cl,Br，I)形成的络合物进行了一系列研究。结果显示,弱的
相互作用也可实现离子对识别;而且,空穴中的阳离子位置即使没有与
胶囊共价键结合也可在多种条件下保持稳定。
　　由于阳离子络合物首先形成,然后选择性地吸引阴离子,所以该技
术有望用于阴离子检测。[Chem. Commun.,2003, 940]
可储存H2的开笼富勒烯衍生物
　　日本京都大学的Koichi Komatst等人合成了1种新型的具有13
元环开孔的开笼富勒烯衍生物——C63NO2SPh2Py。研究人员利用这种
衍生物,首次在高压H2环境中实现H2分子100%结合入富勒烯笼中。
H2插入到新型富勒烯衍生物的能垒低于先前合成的具有更大开孔的
富勒烯衍生物,这与理论计算一致。利用基质辅助激光解吸电离质谱
进行观测发现,从封装有H2的富勒烯衍生物除去有机附加物后,可得
到大约含有1/3结合H2的C60。这种新型开笼富勒烯衍生物可望用
于存储氢[J. Am. Chem. Soc.,2003,125:7152]
三环结构分子马达
　　英国爱丁堡大学的David A. Leigh和Jenny K.Y.Wong以及意大
利博洛尼亚大学的合作者合成出1种新型分子马达,可以单方向旋
转。该分子马达采用新颖的三环结构设计,将两个小环与一个63元大
环串在一起形成索烃,是第一个组件间不共享共价键的分子马达。此
前合成的分子马达或者沿着单键旋转,或者沿着异构化双键旋转。氢
键相互作用将小环固定到大环的四个不同化学位置。光、热或化学刺
激可使化学位置发生改变并影响环间的亲和力,藉此推动环转动。每
个小环都会阻碍另一个环的运动,从而保证了旋转单向进行。
[Nature,2003,424:174]
级联释放树状聚合物(cascade-release dendrimers)
　　树状聚合物是精确设计的,具有多端基的树枝状分子,可用于磁共
振成像(MRI)、基因治疗、液晶、传感器以及催化。
　　近年,树状聚合物在药物释放中的应用正在成为研究的热点。但
目前报道的大多数药物释放用树枝状聚合物以共价键或非共价键方式
结合功能分子的支链构建,药物分子释放时必须从分子链上脱落。
　　荷兰的研究人员报道了1种“级联释放树状聚合物”,由两级或
两级以上可自消除的支化连接体(linker)构成,每个连接体在激活反
应时可释放出多个离去基团,在化学或生物作用触发下,可以快速完全
地分解为不同的结构单元。
　　这种功能化树状聚合物可以用于多个领域,如药物载体、生物降
解材料、药物控制释放等。尤其是用作靶向药物释放时,级联释放树
状聚合物与传统树状聚合物相比有两大优点:一个分解步骤可以释放
多种共价连接的药物分子;部分或完全进行释放。因此,可以非常容易
地从人体内排出。[Angew.Chem.Int.Ed.,2003,42:4490]。
　　此外，美国亚利桑那大学的研究人员也报道了类似的将树状聚合
物“几何分解”的方法，研究人员称之为“树状放大”(dendritic
amplification)技术。[J.Am.Chem.Soc.，Nov.26,http://pubs.
acs.org/cgi-bin/jcen?jacsat/125/
i51/html/ja0386694.html](冰 译)