摘要
小分子有机凝胶是由低分子量的凝胶因子（LMWGs）通过弱的分子间相互作用（氢键、π-π堆积作用，范德华力以及疏水作用等）自组装形成的一种具有对外部刺激（超声、光、电、pH、机械力和离子等）快速响应的智能材料。因此，这些优势使得小分子有机凝胶在生物催化，化学传感器，药物传递等方面得到了广泛的应用。本文设计了基于二茂铁基团的有机小分子凝胶，以期望得到优良的材料性能。 （1）简述了有机小分子凝胶的研究进展，详细介绍了有机小分子凝胶自组装的驱动力对凝胶化的影响，同时介绍了刺激响应型和基于二茂铁骨架的小分子凝胶的研究进展。 （2）合成三种新型的基于二茂铁基查尔酮有机凝胶因子X1-3，可以在多种醇类溶剂中形成凝胶，并且具有良好的热稳定性，其中X1-3-叔丁醇凝胶体系中Tgel分别为55.2℃，55℃，60.5℃。通过XRD，FT-IR，SEM和接触角分析测试，推断出凝胶化的驱动了主要来自氢键，π-π作用力，范德华力以及疏水作用。研究了凝胶因子的刺激响应性研究，结果显示可以对电化学，化学氧化以及肼类物质产生刺激响应。在电镜下的形貌观察，显示凝胶是以晶体状的纤维片层结构方式堆积，具有大的孔隙率，因此可以应用于染料的吸附。 （3）基于凝胶因子X1-3,设计合成了三种新型的二茂铁基查尔酮凝胶因子Y1-3。凝胶因子Y1-3不仅可以在叔丁醇，异丙醇，DMSO等溶剂下形成凝胶，而且可以在煤油，汽油，柴油中具有凝胶化行为。煤油中形成凝胶的凝胶（CGC=9.12%，8.45%，8.12%），研究了凝胶因子在煤油中形成凝胶的自组。装驱动力，结果显示分别为：分子间的π-π作用力，氢键以及长链烷基的范德华力。凝胶因子对外界也具有多重刺激响应性，令人兴奋的是，凝胶因子Y2还可以高效的鉴别油品掺假，并且对溢油可以有效回收。 （4）基于凝胶因子Y1-3，通过闭环反应合成了一种新型的二茂铁基吡唑啉凝胶因子Z。凝胶剂Z可以在乙腈，环己醇，叔丁醇中形成稳定的凝胶。通过Tea-溶剂参数模型研究了溶剂对凝胶化的影响。通过紫外-荧光光谱的研究，该化合物在缓冲液（VTHF/Vdeionized water=9∶1）中可以对金属离子Cu2+特异性识别，并且可以达到裸眼识别。通过密度泛函理论计算，阐述了凝胶因子识别Cu2+的络合配位机理。凝胶因子Z在BHK-21细胞具有良好的生物活性，这在以后的生物医药领域内存在一定的应用价值。
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