摘要：超分子化学是化学领域一•个崭新的学科分支，本文综述了分子识别和（H组 装的有关内容以及和超分子化学的分类，并指出了超分子化学对科学理论研究的 重要意义和广阔的应用前景关键字：超分子化学分子识别自组装定义超分子化学(supramoleculaT chemistry)是化学与生物学、物理学、材料科 学、信息科学和环境科学等多门学科交叉构成的边缘科学，亦称主-客体化学 (host-guest chemistry)o简介超分了化学的发展不仅与大环化学(冠酬、穴瞇、环糊精、杯芳坯、碳60等) 的发展密研究息息相关到H前为止，尽管超分子化学还没有-•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、充满活力的超分子稳定形成的因素超分子稳定形成的因素，可从能量降低因素、爛增加因素及锁和钥匙原理来 分析，通过这些分析，可加深对超分子和超分子化学的理解和认识,这比将超分子 分子间的结合力简单归结为非共价键更为具体、明确分子识别和自组装在超分子化学研究，两个最重要的科学问题是分子识别和分子自组装、分 子间多种弱相互作用的加合效应和协同作用分子识别是由于不同分子间的一种 特殊的、专一的相互作用，它既满足相互结合的分子间的空问要求，也满足分子 间各种次级键力的匹配，体现出锁和钥匙原理。
在超分子，一种接受体分子的 特殊部位具有某些基团，正适合与另一-种底物分子的基团相结合为接受体分子 和底物分子相遇吋，相互选择对方，一起形成次级键；或者接受体分子按底物分 子的大小尺寸，通过次级键构筑起适合底物分子居留的孔穴的结构所以分子识 别的本质就是使接受体和底物分子间有着形成次级键的最佳条件，互相选择对方 结合在一起，使体系趋于稳定 自组装是自然界生物系统的一类基本属性，如 D7A和R\A的双螺旋结构、多肽和蛋白质的二级及高级结构、生物膜的形成与 稳定、酶的高级结构与功能发挥等，都是多种不同弱相互作用加合协同的结果 超分子自组装是指在平衡条件下相同或不同分子间通过非共价键弱相 互作用自 发构成具有特种性能的长程有序的超分子聚集体的过程［5］超分子自组装是指 一种或多种分子依靠分子间的相互作用自发地结合起来，形成分立的或伸展的超 分子由分子组成的晶体，也可看作识分子通过分子间作用力组装成的一种超分 子分子识别和超分子口组装的结构化学内涵体现在电子因素和儿何因素两个方 面，前者使分子间的各种作用力得到充分发挥，后者适应于分子的几何形状和大 小，能互相匹配，使在自组装时不发生大的阻碍分子识别和超分子自组装是超 分子化学的核心内容发展简史1987年诺贝尔化学奖授予C. J Pedersen （佩德森）、J. M Lehn （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等第一次发现了冠瞇这可以说是第—•个发现的在人工合成 中的自组装作用Cram和Lehn在Pedersen I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超分子化合物的分类3.1杂多酸类超分了化合物杂多酸是一类金属一氧簇合物，一般呈笼型结构，是一类优良的受体分子， 它可以与无机分子、离子等底物结合形成超分子化合物作为一类新型电、磁、 非线性光学材料极具开发价值，有关新型Keg-gin和Dawson型结构的多酸超分 子化合物的合成及功能开发H益受到研究者的关注合成了 Dawson型磷钳杂多 酸对苯二酚超分子膜及毗喘Dawson型磷钳多酸超分子膜修饰电极，发现该膜电 极对抗坏血酸的催化峰电流与其浓度在0. 35〜0. 50mol/L范围内呈良好的线性 关系合成了多酸超分子化合物，首次发现了杂多酸超分子化合物溶于适半有机 :溶剂可表现出近晶相液晶行为3.2多胺类超分子化合物由于二氧四胺体系可有效地稳定如Cu仃I）和Ni（II）等过渡金属离子的高价 氧化态，若二氧四胺与荧光基团相连，则光敏物质荧光的猝灭或增强就与相连的 二氧四胺配合物与光敏物质间是否发生电子转移密切相关，即通过金属离子可以 调节荧光的猝灭或开启，起到光开关的作用。
大环冠醍由于其组装性能及分 子识别能力血引起人们广泛的重视近来，冠醛又成为在超分子体系川用于建构 主体分子的一种重要的建造单元］利用了冠醛分子的分子识别能力及蔥醍分子 的光敏性，设计合成了一种新的氮杂冠醸取代蔥醍分子，并以该分子作为主体分 子，以稀土离子作为客体构成超分子体系，并研究了超分子体系内的能量转移过 程3. 3 II卜財类超分子化合物吓財及其金属配合物、类似物的超分子功能己应用于生物相关物质分析，展 示了更加诱人的前景，并将推动超分子络合物在分析化学应用的深入开展3. 4树状超分子化合物树状大分子（dendrimer）是20卅:纪80年代期出现的一类新的合成高分子 首次合成以阴离子吓啦作为树状分子的核，树状阳离子为外层，基于吓咻阴离子 与树状阳离子Z间静电作用力来组装树状超分子复合物錮系金属离子（Ln3+）如Tb3+ 和Eu3+的发光具有长寿命（微秒级）、窄波长、对环境超灵敏性等特点，是一种 优良的发光材料，但錮系金属离子在水溶液只有很弱的发光3. 5液晶类超分了化合物侧链液晶聚合物具有小分子液晶和高分子材料的双重特性，晏华在《超分子 液晶》详细讨论了超分子和液晶的内在联系，探讨了超分子液晶分子工程和超 分子液晶热力学。
从分子设计的角度出发，合成了以対硝基偶氮苯为介晶基团的 内烯酸类液晶聚合物，液晶基元上作为电子受体的硝基和作为电子给体的烷氧基 可与苯环、N-NZ间形成一个离域的n电子体系初步的研究表明：电晕极化制 备的该类聚合物的取向膜具有二阶非线性光学性质3. 6駄菁类超分了化合物合成了带负电荷取代基的位四（4‘ -做酸基苯基）川、財及锌络合物和带正 电荷取代基2, 9,16, 23四［（4Z -N,N,N三甲基）苯氧基］酿菁季鞍碘盐及锌络合 物，并用Job氏光度滴定的方法确定了它们的组成，为面对面的杂二聚体或三明 治式的杂三聚体超分子排列发现在超分子体系吓咻与臥菁能互相猝灭各F1的 荧光，用纳秒级的激光闪光光解技术观察到吓財的正离子在600〜650 nm和酿 菁负离子自由基在550〜600 nm的瞬态吸收光谱结果表明在超分子体系存在 分子间的光诱导电子转移过程前景现代化学与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Z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，从血为分子器件、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。
超分子化学并非高不可攀，有许多超分子结构似乎都可见我们的H常生活 例如，可以把轮烷(rotaxane)比为东方的算盘；索桂(catenane)舞池中的一* 对舞伴；C60类似于圆拱建筑;环糊精(cyclodextrins)和激光唱盘(CD)有 同样的简称和信息存放功能；DNA双螺旋则与家喻户晓的早餐佐食麻花多少有点 相似以非共价键弱相互作用力键合起来的复杂有序且有特定功能的分子结合体 ——“超分子”是共价键分子化学的一次升华，被称为“超越分子概念的化学”, 它不仅在材料科学、信息科学，而且在生命科学小均具有重耍的理论意义和广阔 的应用前景为了鼓励和推进超分子化学的深入研究，1987年诺贝尔化学奖授予了超分 子化学研究方面的三位科学家:美国的佩德森(Pedersen C J)、克拉姆(Cram D J)和法国的莱恩(Lehn J M)莱恩在获奖演说曾为超分子化学作了如下 解释：超分子化学是研究两种以上的化学物种通过分子问力相互作用缔结而成的 具有特定结构和功能的超分子体系的科学超分子化学在药物开发中的应用研究是国际学术界和工业界共同关注的一 个热点药物分子和其它有机分子通过氢键作用结合在-起形成的药物超分子化 合物,可有效改善药物的溶解度、牛物利用度等性质，成为药物制剂的一个新选 择。
超分子药物化学是超分子化学在药学领域的新发展该领域发展迅速，是一 个新兴的交叉学科领域，正在逐渐变成一个相对独立的研究领域迄今已有许多 超分子化学药物应用于临床，其效果良好更多的超分子体系正在作为候选药物 进行临床研究开发超分子化学药物因具有良好的稳定性、安全性、低毒性、不 良反应少、高牛物利用度、消除药物异味、克服多药耐药、药物靶向性强、多药 耐约性小、生物相容性好、高疗效以及开发成本低、周期短、成功可能性大等诸 多优点而备受关注，在抗肿瘤、抗炎镇痛、抗疟、抗菌、抗真菌、抗结核、抗病 毒、抗癫痫、作为心血管和磁共振成像药物等医药领域具有很大的发展潜力可 以预料，在不远的将來，超分子化学药物的研究与开发必将越來越活跃，可能逐 渐发展成为一个独立的超分子药物化学学科研究领域FI前超分子化学药物研究 虽然取得了许多重要进展，超分子化学药物的主体分子涉及环糊精、吓咻、高分 子及其他多类结构化合物，客体分子本身为药物和非药物分子等，但主要工作集 在环糊精类、吓嚇类及金属络合物类等超分子化学药物领域应该说超分子化 学药物的研究还处于起步阶段随着超分子化学进一步发展和超分子药物研究的 深入，超分子化学药物的研究与开发必将进一步延伸。
药物共晶是一种新兴的药物晶型一个给定的活性药物分子通过形成共晶， 一方面可以大大丰富其结晶形式，另一方面可以改善其物化性质及临床疗效药 物活性分子通常因含有各种官能团而具有不同的生物活性最新研究发现，这些 官能团能够利用氢键或者其它非共价键作用而与其它有机分子通过分子间的识 别作用生成超分子化合物，即药物共晶，从而有效改善药物本身的结晶性能、物 化性质及药效，成为药物固体制剂的一个新选择被引入的有机分子，也称为共 晶试剂，可以是辅料、维生素、矿物质、氨基酸及食站添加剂等因此，对于一 个给定的药物，可能生成数以百计的药物共晶，为剂型设计提供了更多的选择 此外，新的药物共晶可获得知识产权保护，延长原有药物的市场周期，具有广阔 的应用前景超分子化学的药物共晶研究在国际上已经取得了一些进展基于超 分子化学原理的药物共晶研究可以从分子水平上控制药物分子的结晶过程，调控 药物分子在晶体的排列方式，从而达到改善药物性质的n的在药物研发领域 ，共晶筛选已成为继多晶型筛选和盐类筛选之后的又一项常规前期研究开发程 序h前纱物共晶放大生产的相关研究也已展开，其产品的丄市指日可待然而 迄今为止，对药物共晶的研究还处于起步阶段，大部分研究工作主要是进行药物 共晶的设计、筛选及结构解析，对于药物共晶性质的系统研究及药物共晶结构与 性能之间的相关性研究尚很少涉及。
因此，深入探讨药物共晶形成的机理以提高 共晶的筛选效率，通过药物共晶调控药物分子之间相互作用和堆积排列方式以达 到定向改变纱物熔点、溶出速率、溶解度和生物利用度等性质的h的，以适应药 物开发的需要，将是药物共晶这一新兴研究领域将要而临的主要任务超分子化学作为一门新兴的边缘学科，其内容新颖，生命力强大，用途广泛 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 之间的界线，着重强调了具有特定结构的超分子体系（非单一分子体系），将四大 基础化学（无机、有机、分析、物化）有机地融为一体，从而为分子器件、信息科 学、材料科学、生命科学、能源科学、医药学和环境科学的发展开辟了-•条崭新 的道路，且为21世纪化学发展提供了一个重要的热点研究方向Cram在20。