氢键：分子识别与自组装

第1章氢键概论/001
1.1背景与定义/002
1.2几何参数和定义/003
1.3能量参数与定义/005
1.4氢键的能量标度和分类/006
1.5强氢键和弱氢键的差异/007
1.6影响氢键强度的因素/008
1.6.1溶剂化效应/008
1.6.2电负性效应/009
1.6.3极化增强效应/009
1.6.4共振协助效应/010
1.6.5二级相互作用/012
1.7氢键振动性与短-强氢键/013
1.8氢键的研究方法/014
1.9结合常数的测定/015
1.9.1异体1∶1配合物/016
1.9.2同体1∶1配合物/017
1.9.3异体1∶2配合物/017
1.9.4竞争实验方法/018
参考文献/019
第2章氢键结合模式/021
2.1引言/022
2.2氢键供体和受体/022
2.3单官能团氢键/023
2.3.1醇和酚/023
2.3.2羧酸/024
2.3.3酰胺/025
2.3.4脲和硫脲/026
2.3.5硝基化合物/028
2.3.61,2,3-三氮唑/028
2.4分子内氢键/029
2.4.1醇、酚、羧酸O—H…O氢键/029
2.4.2酰胺、脲和酰肼N—H…O和N—H…N氢键/030
2.4.3酰胺、脲和酰肼N—H…X（X=F,Cl,Br,I）氢键/032
2.4.4酰胺N—H…S氢键/037
2.4.5三氮唑C—H…X（X==O,F,Cl,Br）氢键/038
2.5双氢键体系/039
2.6三氢键体系/039
2.6.1DAD·ADA型二聚体/039
2.6.2DDA·AAD型二聚体/040
2.6.3DDD·AAA型二聚体/041
2.7四氢键体系/042
2.7.1ADAD型同体二聚体/042
2.7.2AADD型同体二聚体/043
2.7.3DAAD·ADDA型异体二聚体/044
2.7.4AADA·DDAD型异体二聚体/045
2.7.5AAAA·DDDD型异体二聚体/046
2.8六氢键体系/046
2.9寡聚酰胺和酰肼氢键二聚体/047
2.9.1人工b-折叠体二聚体/047
2.9.2酰胺/脲杂交单体二聚体/048
2.9.3基于脂肪/芳香酰胺和酰肼杂交骨架单体的二聚体/049
2.9.4基于芳香酰胺骨架单体的二聚体/052
2.10基于氨基氮杂环单体的二聚体/054
参考文献/055
第3章生命体系中的氢键/059
3.1引言/060
3.2无机离子/060
3.3有机分子/061
3.4肽和蛋白质/062
3.4.1氨基酸/063
3.4.2二级结构/064
3.4.3三级结构和四级结构/066
3.5核酸/066
3.6糖、寡糖和多糖/069
3.7生物膜/070
参考文献/071
第4章人工二级结构：单分子组装体及其功能/073
4.1引言/074
4.2脂肪氨基酸序列/074
4.3氨氧酸类肽模拟物/078
4.4脂肪脲寡聚体/079
4.5芳香酰胺寡聚体/079
4.6其它芳香骨架寡聚体/082
4.7脂肪-芳香酰胺杂交序列/084
4.8折叠体树枝状分子/087
4.9配位诱导的折叠与螺旋/088
4.10氢键诱导的人工二级结构的功能与应用/089
4.10.1生物功能和药物设计/089
4.10.2分子识别/090
4.10.3自组装/092
4.10.4动态[2]索烃/094
4.10.5调控分子内供体-受体相互作用/094
4.10.6调控聚合物力学性能/095
4.10.7调控分子梭动力学/096
参考文献/097
第5章负离子识别/103
5.1引言/104
5.2酰胺和磺酰胺主体/104
5.2.1非环主体/104
5.2.2大环主体/107
5.2.3穴型主体/109
5.3脲及硫脲类主体/111
5.3.1非环主体/111
5.3.2大环和穴型主体/120
5.4吡咯、吲哚及咔唑类主体/122
5.4.1非环主体/122
5.4.2大环主体/126
5.5酚及醇类主体/134
5.6中性C—H氢键类主体/136
5.7正离子型主体/139
5.7.1基于胍基正离子的主体/139
5.7.2基于氮杂环正离子的主体/141
5.8多胺类主体/146
5.8.1中性多胺主体/146
5.8.2非环质子化多胺主体/147
5.8.3单环质子化多胺主体/147
5.8.4双环质子化多胺主体/148
5.8.5多环质子化多胺主体/149
5.9其它类型主体/149
参考文献/151
第6章晶体工程/161
6.1引言/162
6.2强氢键和弱氢键驱动的一维堆积/164
6.3二维结构、互穿及包结现象/168
6.4三维及互穿结构/175
6.5光致化学反应选择性控制/178
6.6气体吸收与分离/184
6.7药物共晶/187
参考文献/191
第7章水溶液中的分子识别与自组装/195
7.1引言/196
7.2核酸碱基及模拟结构：配对与识别/196
7.3氨基酸及短肽：识别与自组装/205
7.3.1氨基酸和短肽及其衍生物的识别/205
7.3.2基于短肽及其衍生物的自组装/206
7.4糖的识别/209
参考文献/213
第8章互锁和缠结结构与分子机器：轮烷、索烃和分子结/215
8.1引言/216
8.2模板合成策略/217
8.3酰胺和脲氢键模板/218
8.3.1N—H…O氢键驱动制备轮烷/218
8.3.2N—H…Cl-和N—H…Br-氢键驱动制备轮烷/221
8.3.3N—H…O氢键驱动制备索烃/223
8.3.4N—H…Cl-和N—H…O—SO32-氢键驱动制备索烃/224
8.3.5N—H…O-（方酸）氢键驱动制备索烃/226
8.4N+—H…O氢键模板制备轮烷和索烃/227
8.5其它模板策略/231
8.5.1二(吡啶)乙烷C—H…O氢键模板构筑轮烷/231
8.5.2脒-羧酸N—H…O氢键（盐桥）模板构筑轮烷/232
8.5.3脲基嘧啶DDAA·AADD四重氢键驱动构筑动态[2]拟轮烷和[2]索烃/232
8.6分子结/233
8.7分子机器/235
8.8轮烷和索烃分子梭/236
8.9其它形式的分子机器/242
参考文献/245
第9章自组装有机纳米管/249
9.1引言/250
9.2大环自组装纳米管/250
9.2.1环肽自组装/250
9.2.2双脲大环自组装/254
9.3自组装多组分大环及其堆积形成纳米管/257
9.4箍桶型自组装纳米管/261
9.5肽链修饰柱芳烃单分子管/262
9.6分子和大分子螺旋纳米管/264
9.7两亲分子自组装纳米管/268
参考文献/269
第10章超分子胶囊与客体包结/273
10.1引言/274
10.2胶囊结构与包结/274
10.2.1网球型双分子胶囊/274
10.2.2半球型分子二聚体胶囊/275
10.2.3柱型双分子和扩展型多分子组装体/280
10.2.4扩展的柱型组装体/281
10.2.5排球型组装体/282
10.3客体进出机理与速率/284
10.4分子间相互作用力放大/284
10.5反应加速与催化/287
10.6底物稳定化及反应中间体捕集/288
参考文献/290
第11章氢键超分子聚合物/293
11.1引言/294
11.2氢键结合模式/295
11.3超分子聚合机理/296
11.4主链超分子聚合物/297
11.5堆积或簇集型超分子聚合物/299
11.6基于多头基单体构建超分子聚合物/301
11.7交联超分子聚合物/303
11.8其它形式的超分子聚合物材料/306
参考文献/309
第12章氢键促进及催化有机反应/313
12.1引言/314
12.2氢键促进大环合成/314
12.2.1通过酰胺键形成大环/314
12.2.2通过酰肼键和脲形成大环/319
12.2.3基于1,3-偶极环加成反应合成大环/321
12.2.4基于形成C—M键或配位键合成大环/322
12.2.5通过亚胺键形成大环/323
12.2.6通过腙键形成大环/325
12.2.7通过双硫键形成大环/326
12.3氢键促进苯甲醚水解/326
12.4氢键促进吡啶氧化/327
12.5氢键促进喹啉氯代和溴代/327
12.6氢键介质的自我复制/328
12.6.1寡核苷酸及类似物自我复制/328
12.6.2非核苷类底物反应的自我复制/330
参考文献/332
第13章氢键介质的有机材料/335
13.1引言/336
13.2分子构象开关/336
13.3超分子液晶/339
13.3.1棒状超分子液晶/339
13.3.2柱状超分子液晶/340
13.3.3其它类型的超分子液晶/345
13.4人工天线和光合作用体系/347
13.5染料敏化太阳能电池/349
13.6有机光伏（OPV）材料/351
13.7有机发光二极管/355
13.8有机场效应二极管/356
参考文献/361
索引/368