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手性是超分子自组装过程中调控组装结构的一个非常重要的因素。随着研究的深入,人们对手性在超分子自组装过程中调控作用的理解不断加深。并且在实验过程中,由最初的根据实验现象诠释组装机理,逐渐发展到了设计结构预测性质的新高度。这种认识的提高大大增加了人类对于生命过程以及自然界的理解。本论文主要研究了手性超分子自组装领域中尚未深入研究的具有双手性中心的“手性结”胶凝因子自组装过程、组装机理以及自组装体在上转换发光领域中的应用。具体研究内容如下:一、我们对双手性的凝胶因子进行了设计与合成。根据对酒石酸的研究发现,内消旋酒石酸具有三种旋转异构体。其分子中两个手性中心由SP3型的碳-碳单键连接,手性基团可以围绕碳-碳单键自由旋转,致使内消旋酒石酸分子无光学活性。但通过一定的手段限制手性基团的旋转就可以得到三种不同光学活性的旋转异构体。在本文中我们首先通过Sonogashira反应合成了两端带有羧基的BPEA(9,10-双(苯乙炔基)蒽)的衍生物分子BDCA(9,10-二(4-羧基-苯乙炔基)蒽)。通过酰胺缩合反应分别在两种不同手性谷氨酸(L/D)的羧基上键连两条柔性的C12疏水烷基链,构成手性中心基团(L-GAm与D-GAm)。最后再次通过EDC缩合反应将两种不同的手性中心基团分别或各自接到BDCA分子两端,最终通过提纯得到三种手性胶凝因子LBL、DBD和LBD,其中LBD分子是我们研究的重点。通过超分子自组装的过程,我们得到了一种由内消旋分子(LBD)构建的宏观尺度上的超分子螺旋手性结组装体,它在同一根纤维上的螺旋反转现象是常规螺旋中的“异类”。我们围绕着从分子手性结到超分子手性结的形成过程,从构象快速固定的这一角度对超分子手性结组装体的形成做了深入的分析、探讨和相关的Gaussian模拟。二、其次我们研究了合成的LBL与DBD分子的特异性手性识别对基于TTA机理进行的上转换(UC)发光的相关影响。通过在LBL、DBD和外消旋体(LBL:DBD=1:1)这三种凝胶因子体系中分别掺入三重态光敏剂(四苯基苯并卟啉铂,PtTPBP),构筑了三种超分子上转换发光体系,我们对其上转换发光过程,从三重态能量的传递,到三重态能量在受体(组装体)中的迁移和三重态-三重态湮灭做了跟踪研究与相关计算,最后分别对这三种TTA-UC发光体系的发光效率和影响因素做了相关理论计算与评价。通过研究我们发现外消旋体构建的TTA-UC发光体系相比于单手性体系具有更高的发光效率。本文的研究结果不仅呈现出了手性与能量转移之间的联系,也提出了一条在超分子组装的TTA-UC发光体系中如何优化上转换发光效率的设计路线。