双甜菜碱为客体包合物的三维氢键网格的构筑

杨 媛，申 婧，秦好丽

(贵州师范大学化学与材料科学学院，贵州省功能材料化学重点实验室，贵阳 550001)

0 引 言

晶体工程根据分子堆积和分子间的相互作用，可以设计和制出具有特定物理和化学性质的新晶体[1]。作为晶体一个分支的包合物是一种弱键复合体系，主要是由构成包合物网格的主体部分(又称母体)和位于网格中的客体部分组成的，因此包合物也称主-客体化合物[2]。包合物易于制备和用溶剂分解的简单性质使它们有希望应用于工业，多元晶体包合物在固态立体选择反应和光化学反应、对映体的光学拆分、同分异构体的分离、气体和液体的“固化”、敏感或毒性物质的稳定化、包合通道内的聚合(拓扑化学)、石油分离、分子开关、医药、材料学、生物科学、电池体系和有机导体等领域具有重要的应用[3]。

在晶体工程中，超分子合成子的稳定性和灵活性，以及分子间相互作用越来越受到关注[4]。许多超分子合成子涉及多种相互作用，例如氢键、卤键和π-π相互作用[5-6]。氢键作为一种分子间的相互作用已在晶体工程中受到了广泛关注[7]，晶体结构不能轻易地从分子结构进行预测，特别是有官能团存在的情况下[8-10]，包含氢以及电负性原子O，N和S等的有机分子网络涉及大量的氢键相互作用而导致新颖的性质出现[11]，具有特定羧基和胺基的有机小分子倾向于形成氢键，并在晶体工程中发挥重要作用[12]。

双甜菜碱分子N,N,N’,N’-四甲基-丙基-1,3-二铵乙内酯(N,N,N’,N’-tetramethylpropane-1,3-diammonioacetate)[-OOCCH2N+(CH3)2]2(CH2)3是两性分子，包含两个羧酸根和两个季铵基，即双甜菜碱在同一分子中包含两个甜菜碱部分，因此，在晶体结构中，柔性双甜菜碱两个羧基的位置会影响氢键的形成和处于结晶状态的分子堆积[13]。……