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1．对超分子化学的认识

1.1发展历史

1987年诺贝尔化学奖授予了C.JPedersen(佩德森)、J.MLehn(莱恩)、D.J

Cram(克来姆)三位化学家，以表彰他们在超分子化学理论方面的开创性工作。

1967年Pederson等第一次发现了冠醚。这可以说是第一个发现的在人工合成

中的自组装作用。Cram和Lehn在Pedersen工作的启发下，也开始了对超分

子化学的研究。从此之后，超分子化学作为一门新兴的边缘科学快速发展起

来。

1.2简介

超分子化学不仅涉及无机化学、有机化学、物理化学、分析化学和高分子化

学，而且涉及材料、信息和生命科学，它是一门处于近代化学、材料化学和生命

科学交汇点的新兴学科。超分子化学的发展不仅与大环化学（冠醚、环糊精、

烃等）的发展密切相连，而且与分子自组装（双分子膜、胶束、DNA双

螺旋等）、分子器件和新兴有机材料的研究息息相关。到目前为止，尽管超

分子化学还没有一个完整、精确的定义和范畴，但它的诞生和成长却是生机

勃勃、充满活力的。

1.3研究内容

与分子化学相对照，分子化学基于原子间的共价键，而超分子化学则基

于分子间的相互作用，即是两个或两个以上的构造块依靠分子间键缔合。

超分子化学的研究领域包括：分子识别，分为离子客体的受体和分子客

体的受体；环糊精；生物有机体系和生物无机体系的超分子反应性及传输；

固态超分子化学、分为晶体工程、二维和三维的无机网络；超分子化学中的

物理方法：模板、自组装和自组织；超分子技术(分子器件及分子技术的应用)。

分子识别是超分子化学的核心研究内容之一。所谓分子识别即是指主体

(受体)对客体(底物)选择性结合并产生某种特定功能的过程。它们不是靠传统

的共价键力，而是靠称为非共价键力的分子间的作用力，如范德华力(包括离

子—偶极、偶极—偶极和偶极—诱导偶极相互作用)、疏水相互作用和氢键等。

分子识别主要可分为对离子客体的识别和对分子客体的识别，而以人工合成

受体的分子识别主要包括冠醚、穴醚、臂式冠醚、双冠醚、环糊精、化学修

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饰环糊精、桥联环糊精、杯芳烃、环番等大环全体化合物选择性键合客体(离

子或分子)形成超分子体系的过程。

超分子化学的重要目标是研究组装过程以及组装体，并是通过分子组装

形成超分子功能体系。生物的奥秘和神奇不是由于特殊的结合力和特殊的分

子与其体系，而是在于特殊的组装体之中，这种通过组装所形成的稳定结构

具有一些根据其个别组件的特征无法预测的新特性。天然体系所具有的自组

装性、府应答性、协同性与再生性，也正是人工体系所追求的目标。

1.4研究前景

现代化学与18、19世纪的经典化学相比较，其显著特点是从宏观进入微

观，从静态研究进入动态研究，从个别、细致研究发展到相互渗透、相互联

系的研究，从分子内的原子排列发展到分子间的相互作用。从某种意义上讲，

超分子化学淡化了有机化学、无机化学、生物化学和材料化学之间的界限，

着重强调了具有特定结构和功能的超分子体系，将四大基础化学（有机化学、

无机化学、分析化学和物理化学）有机地融合为一个整体，从而为分子器件、

材料科学和生命科学的发展开辟了一条崭新的道路，且为21世纪化学发展提

供了一个重要方向。

2．冠醚的发现、合成、分子识别与组装

2.1冠醚的发现