第七章-超分子化学.ppt

l超分子是指由两种或两种以上分子依靠分子间

相互作用结合在一起，组成复杂的、有组织的

聚集体，保持一定的完整性，使它具有明确的

微观结构和宏观特性。

l由分子到超分子和分子间相互作用的关系，正

如由原子到分子和共价键的关系。

l分子间相互作用非共价键

C.Pedersen发现冠醚化合物

J-M.Lehn发现穴醚化合物并提出

超分子概念

D.Cram主客体化学先驱者

此后十多年,超分子化学获得很大发展

•受体和底物在分子识别原则基础上,分

子间缔合成分立的低聚分子物种

•数量多而不确定的组分缔合成超分子聚

集体

•组成和结合形式不断变动的薄膜、囊泡、胶束、

介晶相等

•组成确定，具有点阵结构－晶体研究这种超分

子：晶体工程

G=H-TS



能量因素熵因素

能量因素：降低能量在于分子间键的形成。

（a）静电作用

盐键＋－正负离子

－+

R-COO····H3N-R正负基团

离子－偶极子作用＋－+

偶极子－偶极子作用－＋－＋

（b）氢键

常规氢键X-H····Y

X,Y=F,O,N,C,Cl

非常规氢键X-H····

X-H····M

X-H····H-Y

（c）M-L配位键

金属原子和配位体间形成的共价配键为主

(d)疏水效应：溶液中疏水基团或油滴互相聚集，

增加水分子间氢键的数量。

（e）····堆叠作用

面对面边对面

（f）诱导偶极子－诱导偶极子的作用

即色散力：范德华力

（a）螯合效应：由螯合配位体形成的配合物比相

同配位数和相同配位原子的单啮配位体形成的

配合物稳定的效应。

2+2+

Co(NH3)6Co(en)3

logK5.113.8

2+2+

Ni(NH3)6Ni(en)3

logK8.718.6

（b）大环效应：和螯合效应有关，在能量因素和

熵因素上增进体系稳定性。

LogK11.2415.34

-H/kJ·mol-144.461.9

S/J·k-1·mol-166.585.8

（c）疏水效应（空腔效应）

疏水空腔

相对有序水无序水

是能量效应和熵效应共同配合形成稳定的超分子原理。

是超分子体系识别记忆功能和专一选择功能的结构基础。

锁和钥匙间每一局部是弱的相互作用，但各个局部之间相

互的加和作用、协同作用形成强的分子间作用力，形成稳

定的超分子。

1.两个概念

（a）分子识别：一个底物和一个接受体分子各自在

其特殊部位具有某些结构，适合于彼此成键的最佳

条件，互相选择对方结合在一起。

（b）超分子自组装：分子之间依靠分子间相互作用，

自发的结合起来，形成分立的或伸展的超分子。

识别和自组装的根据是：

电子因素：各种分子间作用力得到发挥

几何因素：分子的几何形状和大小互相匹配

（a）球形离子大小识别

冠醚空腔直径适合的离子

/pm（直径/pm）

[12]C4120~150Li