图1轮烷及其组成部分

轮烷的类型可以根据轮烷的各部件的类型以及轮烷中环状分子之间的作用力不同而区分开来[25]。由于轮烷中一般情况下是多种作用力同时存在，这里我们依据轮烷中不同类型的环分子而把轮烷区分出来的几种类型的轮烷。

a) 冠醚类轮烷  在这类轮烷中环状分子由冠醚构成，常用的冠醚一般含有富电子的苯或者萘成分。

b) 大环酰胺类轮烷  在这种轮烷中存在着环状酰胺分子与线性分子之间的氢键作用，同时氢键作用对其合成起着决定作用。

c) 环糊精型轮烷  环糊精具有独特的腔状疏水结构，它与链烷烃分子有较强的疏水作用力，促使这类轮烷分子的组装。

d) 环番型轮烷  环番是由两个对苯二亚甲基和两个4，4’一二联吡啶首尾联结形成四边形结构的盐。由于联吡啶中氮原子带正电荷，使得整个分子呈却电子状态，容易和富电子的苯或者萘结构发生 ， 堆积作用。

1.2.2  轮烷的制备方法

根据构筑机理的不同, 轮烷的构筑方法可分为夹套法（clipping)、穿线法（threading)、滑移法（slipping)以及最近发展起来的穿线胀大法(threading-followed by-swelling)。四种制备轮烷的方法

(a) “夹套法”; (b) “穿线法”; (c) “滑动法” (d) “穿线胀大法”

在夹套法中, 环状分子的片段先与带有封端基团的线性分子形成夹心状配合物, 然后再进行闭环反应而形成轮烷。在穿线法中, 首先使线性分子受非共价键作用趋使穿入环状分子内腔中形成准轮烷, 之后在其两端引入大的封端基团组装成轮烷。滑移法指的是在较高温度下, 使内径相当的环状分子与带有封端基团的线性轴分子形成类轮烷,再冷却而得到轮烷. 在最近发展起来的穿线胀大法中[26], 先使一端有封端基团的线性轴分子穿入大环而形成半轮烷, 然后再涨大线性轴分子的另一端而实现封端。论文网

根据形成轮烷和准轮烷时主要驱动力的不同,轮烷和准轮烷的制备方法可以分为统计学缠绕、化学转移、受氢键驱动、受亲水-疏水相互作用驱动、受

金属配位作用驱动、和受π-π堆积相互作用以及电荷转移驱动等。

（1）统计学缠绕法  1967 年, Harrison 和Harrison 发展了统计学缠绕法制备准轮烷和轮烷[27], 这是一种纯统计学方法, 形成准轮烷和轮烷的过程没有明显的驱动力, 与其他方法相比, 此法效率较低, 因而近年来应用很少。

（2）化学转移法   此法于20世纪60年代始于Schill等人, 由于步骤复杂、收率较低, 近来也很少应用[28]。

（3）基于氢键相互作用  近10年来, 依靠氢键作用制备准轮烷和轮烷应用非常广泛[29]。 一些含孤对电子的原子, 比如N原子和O原子, 可以和某些基团(如—NH, —OH, 和—NH2+)上的氢原子有静电吸引而形成氢键, 基于这些氢键作用可以制备准轮烷和轮烷。

（4）基于亲水-疏水相互作用  迄今为止, 大多数依靠亲水-疏水相互作用而制备的准轮烷和轮烷都是基于环糊精(cyclodextrins,CDs)主体的[30]。这类准轮烷和轮烷也叫做包合复合物。这些包合复合物的形成是由环糊精的几何构造和功能决定的. 环糊精系淀粉经酶解环合后得到的由六个以上葡萄糖单元连结而成的环状低聚物.。最常见的是α-CD、β-CD 和γ-CD, 它们分别由六个、七个和八个葡萄糖单元构成。

（5）基于金属配位作用  过渡金属离子参与的卟啉及其类似物的电荷转移在生物学上有着重要的应用, 因此对这一现象的研究非常重要[31-]。