新型偶氮类杯[4]芳烃希夫碱衍生物的合成及性质研究

论文摘要

杯芳烃在阴、阳离子,分子识别等领域有着广泛的应用前景。本论文的主要工作是从含有羰基的杯[4]芳烃出发,对其下缘进行修饰,引入偶氮基团和亚胺基团,设计合成了一系列下缘同时含有偶氮基团和亚胺基团的杯[4]芳烃,并通过紫外-可见光谱研究了它们对金属离子的识别作用。本论文分为四章,第一章为杯芳烃及其相关衍生物的发展概况。在杯芳烃上、下缘分别连接偶氮基团或亚胺基团的发展已接近成熟,但同时将此两种基团连接至杯芳烃下缘的研究较少,且离子识别方面的研究亟待完善。第二章与第三章是实验目标化合物的合成和表征部分。具体如下：①化合物A,杯[4]芳烃主体原料的合成。②通过选择性醚化,制得下缘含有溴原子的衍生物25,27-二羟基-26,28-二（2-溴乙氧基）-对叔丁基杯[4]芳烃（化合物B）,并进一步在下缘引入羰基,合成了两种杯芳烃醚类衍生物25,27-二羟基-26,28-二{2-[（2-甲酰基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃（化合物C）和25,27-二羟基-26,28-二{2-[（4-甲酰基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃（化合物D）,对化合物D的合成条件通过正交试验进行了优化,收率由原来的31.3%提高到48.5%。③以化合物C为原料,分别与4-氨基偶氮苯；3,2’-二甲基-4-氨基偶氮苯；4-偶氮苯基-1-萘胺；4-（2-甲基偶氮苯基）-1-萘胺和4-（4-甲基偶氮苯基）-1-萘胺进行缩合反应,合成了25,27-二羟基-26,28-二二{2-[2-（N-（4-偶氮苯基）苯基亚甲氨基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃（化合物E）；25,27-二羟基-26,28-二{2-[2-（N-2-甲基-4-（2-甲基偶氮苯基）苯基亚甲氨基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃（化合物F）；25,27-二羟基-26,28-二{2-[2-（N-4-偶氮苯基-α-萘基亚甲氨基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃（化合物G）；25,27-二羟基-26,28-二{2-[2-（N-4-（2-甲基偶氮苯基）-α-萘基亚甲氨基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃（化合物H）和25,27-二羟基-26,28-二{2-[2-（N-4-（4-甲基偶氮苯基）-α-萘基亚甲氨基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃（化合物Ⅰ）五种衍生物,并对化合物E的合成条件通过正交实验进行了优化,收率由原来的62.7%提高到79.4%。④以化合物D和3,2’-二甲基-4-氨基偶氮苯为原料,通过缩合反应合成了25,27-二羟基-26,28-二{2-[4-（N-2-甲基-4-（2-甲基偶氮苯基）苯基亚甲氨基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃（化合物J）。⑤所有合成的化合物结构均通过红外光谱（IR）,核磁共振氢谱（1H-NMR）,元素分析（Elemental Analysis）进行表征。⑥以紫外-可见光谱为检测手段,对E—Ⅰ五种化合物与金属离子的络合作用进行了检测。发现在诸多受试离子中,化合物H和化合物Ⅰ对A13+离子产生专一性的识别功能。第四章为结论与展望,对全文进行归纳,探讨进一步工作方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 杯芳烃简介
• 1.2 杯芳烃的选择性修饰
• 1.2.1 希夫碱类杯[4]芳烃衍生物
• 1.2.2 偶氮类杯[4]芳烃衍生物
• 1.2.3 同时含有亚胺基团和偶氮基团的杯[4]芳烃衍生物
• 1.3 铝元素的应用及危害
• 1.4 本论文工作
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验试剂
• 2.2 实验仪器及设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 5,11,17,23-四叔丁基-25,26,27,28-四羟基杯[4]芳烃（化合物A）的合成
• 2.3.2. 25,27-二羟基-26,28-二（2-溴乙氧基）对叔丁基杯[4]芳烃的合成（化合物B）
• 2.3.3. 25,27-二羟基-26,28-二{2-[（2-甲酰基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃的合成（化合物C）
• 2.3.4 25,27-二羟基-26,28-二{2-[（4-甲酰基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃的合成（化合物D）
• 2.3.5 25,27-二羟基-26,28-二{2-[2-（N-（4-偶氮苯基）苯基亚甲氨基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃的合成（化合物E）
• 2.3.6 25,27-二羟基-26,28-二{2-[2-（N-2-甲基-4-（2-甲基偶氮苯基）苯基亚甲氨基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃的和合成（化合物F）
• 2.3.7 25,27-二羟基-26,28-二{2-[2-（N-4-偶氮苯基-α-萘基亚甲氨基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃的合成（化合物G）
• 2.3.8 25,27-二羟基-26,28-二{2-[2-（N-4-（2-甲基偶氮苯基）-α-萘基亚甲氨基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃的合成（化合物H）
• 2.3.9 25,27-二羟基-26,28-二{2-[2-（N-4-（4-甲基偶氮苯基）-α-萘基亚甲氨基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃的合成（化合物I）
• 2.3.10 25,27-二羟基-26,28-二{2-[4-（N-2-甲基-4-（2-甲基偶氮苯基）苯基亚甲氨基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃的合成（化合物J）
• 2.4 下缘同时含有偶氮和希夫碱基团的化合物紫外-可见光谱的性质研究
• 2.4.1 金属盐溶液的配置
• 2.4.2 化合物标准溶液的配制
• 2.4.3 紫外-可见吸收光谱的测定
• 第3章 结果与讨论
• 3.1 化合物结构的表征
• 3.1.1 25,27-二羟基-26,28-二（2-溴乙氧基）对叔丁基杯[4]芳烃（化合物B）
• 3.1.2 25,27-二羟基-26,28-二{2-[（2-甲酰基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃的合成（化合物C）
• 3.1.3 25,27-二羟基-26,28-二{2-[（4-甲酰基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃的合成（化合物D）
• 3.1.4 25,27-二羟基-26,28-二{2-[2-（N-（4-偶氮苯基）苯基亚甲氨基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃（化合物E）
• 3.1.5 25,27-二羟基-26,28-二{2-[2-（N-2-甲基-4-（2-甲基偶氮苯基）苯基亚甲氨基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃（化合物F）
• 3.1.6 25,27-二羟基-26,28-二{2-[2-（N-4-偶氮苯基-α-萘基亚甲氨基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃（化合物G）
• 3.1.7 25,27-二羟基-26,28-二{2-[2-（N-4-（2-甲基偶氮苯基）-α-萘基亚甲氨基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃（化合物H）
• 3.1.8 25,27-二羟基-26,28-二{2-[2-（N-4-（4-甲基偶氮苯基）-α-萘基亚甲氨基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃（化合物I）
• 3.1.9 25,27-二羟基-26,28-二{2-[4-（N-2-甲基-4-（2-甲基偶氮苯基）苯基亚甲氨基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃的合成（化合物J）
• 3.2 合成条件优化
• 3.2.1 25,27-二羟基-26,28-二{2-[（4-甲酰基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃（化合物D）合成条件的优化
• 3.2.2 25,27-二羟基-26,28-二{2-[2-（N-（4-偶氮苯基）苯基亚甲氨基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃（化合物E）合成条件的优化
• 3.3 下缘同时含有偶氮和亚胺基团的杯[4]芳烃衍生物对金属离子识别作用的紫外-可见光谱实验
• 3.3.1 25,27-二羟基-26,28-二{2-[2-（N-（4-偶氮苯基）苯基亚甲氨基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃（化合物E）对金属离子的识别作用
• 3.3.2 25,27-二羟基-26,28-二{2-[2-（N-2-甲基-4-（2-甲基偶氮苯基）苯基亚甲氨基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃（化合物F）对金属离子的识别作用
• 3.3.3 25,27-二羟基-26,28-二{2-[2-（N-4-偶氮苯基-α-萘基亚甲氨基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃（化合物G）对金属离子的识别作用
• 3.3.4 25,27-二羟基-26,28-二{2-[2-（N-4-（2-甲基偶氮苯基）-α-萘基亚甲氨基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃（化合物H）对金属离子的识别作用
• 3.3.5 25,27-二羟基-26,28-二{2-[2-(N-4-（4-甲基偶氮苯基}-α-萘基亚甲氨基）苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃（化合物I）对金属离子的识别作用
• 第4章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 进一步的工作方向
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文及参加科研情况