包含光敏性結(jié)構(gòu)單元的大環(huán)化合物已被人們廣泛研究來模擬自然界的光調(diào)控功能，光誘導(dǎo)下其主體骨架結(jié)構(gòu)在形狀、化學(xué)特性、尺寸大小等方面具有可調(diào)節(jié)性，為分子識別、主客體復(fù)合物等基本問題的研究提供了一個有效途徑。另一方面，有機(jī)主客體復(fù)合物對客體分子的幾何形狀以及結(jié)合特性具有選擇性響應(yīng)，通過利用超分子結(jié)構(gòu)的豐富多樣性特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)高選擇性的有機(jī)主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，能夠?yàn)榫哂泄鈱W(xué)活性的分子納米結(jié)構(gòu)的可控構(gòu)筑和設(shè)計(jì)提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。
在國家自然科學(xué)基金委、科技部和中國科學(xué)院的大力支持下，國家納米科學(xué)中心的研究人員合成了一類含四個偶氮苯的大環(huán)化合物，并且發(fā)現(xiàn)此大環(huán)化合物能進(jìn)入以苯三氧十一酸為模板在石墨表面構(gòu)筑的二維氫鍵網(wǎng)格中，通過改變主客體兩種物質(zhì)含量比例能調(diào)控此主客體組裝結(jié)構(gòu)。在紫外光照射下，此類大環(huán)化合物發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，由trans-trans-trans-trans 構(gòu)型變?yōu)?trans-trans-trans-cis 和 trans-cis-trans-cis兩種構(gòu)型，觀察到多種由光異構(gòu)化形成的異構(gòu)體構(gòu)象。這一研究結(jié)果為進(jìn)一步理解功能客體分子與模板、基底間的相互作用提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，也為納米結(jié)構(gòu)加工和光響應(yīng)的納米器件的研制提供了新思路。此項(xiàng)工作拓展了該研究組在前期工作中[Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 6717-6721; J. Mater. Chem. 2008, 18, 2074-2081; ChemPhysChem 2007, 8, 1519-1523; J. Phys. Chem. C, 2007, 111, 17382-17387; J. Phys. Chem. C, 2007, 111, 9235-9239]發(fā)現(xiàn)的一系列分子主客體組裝結(jié)構(gòu)，并為單分子水平上研究光致異構(gòu)分子的多重性結(jié)構(gòu)提供了新的技術(shù)途徑。
有關(guān)研究成果已經(jīng)發(fā)表在近期的美國化學(xué)會志（J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6174–6180）。
在紫外光照射下，4NN-大環(huán)/TCDB發(fā)生結(jié)構(gòu)變化。大環(huán)化合物由trans-trans-trans-trans 構(gòu)型變?yōu)?trans-trans-trans-cis 和 trans-cis-trans-cis兩種構(gòu)型的結(jié)構(gòu)(左圖)和模型(右圖)