新型腙类受体分子的合成及其阴离子识别性能研究

论文摘要

分子识别是指主体对客体选择性结合并产生特定功能的过程,是超分子化学研究的重要内容。它包括对中性分子、阴离子和阳离子的识别,阴离子识别作为它的一个重要分支,近年来引起了国内外专家学者的广泛关注,其关键是合成具有高度选择性的人工识别受体。本文合成了一系列新型的酰腙类受体分子并利用了紫外光谱,核磁滴定等方法和手段对主体分子及其阴离子识别性能进行了研究。具体内容包括以下几部分:1.文献综述:简要介绍阴离子识别的最新发展现状,并从以下几个方面进行剖析:（ⅰ）概述了分子识别的原理、阴离子识别的意义、阴离子结构特点极其对主体设计的影响;（ⅱ）单腙类受体分子的识别研究;（ⅲ）多腙类受体的阴离子识别研究;（ⅳ）缩氨基硫脲（脲）受体的阴离子识别研究。2.本文设计合成了3种新型三足腙类化合物,利用UV-Vis及1H NMR等测试技术考察了其与F-、Cl-、Br-、I-、CH3COO-、HSO4-、H2PO4-、ClO4-之间的相互作用。其中主体分子1在DMSO溶液中对F-和CH3COO-和H2PO4-有显著的识别效果,溶液有黄色变成紫红色。而在DMSO/H2O （9:1, v/v）溶液中对CH3COO-实现了单一选择性识别。核磁滴定实验表明,主体分子与阴离子之问以氢键相结合且阴离子位于主体分子中心的空穴中。同时基于实验结果,讨论了三足结构和主体分子的发色团对于识别性能的影响。3.设计合成了一种基于酚羟基的酰腙类受体分子,利用紫外-可见吸收光谱考察了其与F-、Cl-、Br-、I-、CH3COO-、HSO4-、H2PO4-、ClO4-的相互作用。结果表明,该类受体分子在DMSO溶液中既能识别中性的Br-和I-也能比色识别碱性较强的F-、CH3COO-、H2PO4-,而在加入F-、CH3COO-、H2PO4-时UV-VIS光谱产生红移,其中在加入Br-和I-时UV-VIS光谱产生蓝移。通过紫外滴定实验可以得知在识别碱性较强的离子时,主体首先是活泼氢与阴离子先以氢键相结合,之后发生脱质子现象,从而导致光谱红移。而在识别Br-和I-时,主体分子直接以氢键和阴离子结合,导致受体分子构象的变化,使得光谱蓝移。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 前言
• 1.1 阴离子识别的意义
• 1.2 阴离子结构特点及其对主体设计的影响
• 1.3 腙类受体的阴离子识别研究
• 1.3.1 单腙类受体分子
• 1.3.2 双腙类受体分子
• 1.3.3 多腙类受体分子
• 1.3.4 氨基硫脲（脲）受体分子
• 1.4 选题背景
• 参考文献
• 第二章 新型三足腙类化合物的合成及阴离子识别研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂与仪器
• 2.2.2 中间体的合成
• 2.2.3 目标产物 1-4 的合成与表征
• 2.2.4 紫外-可见（UV-Vis）光谱滴定
• 2.2.5 核磁滴定实验
• 2.3 结果与讨论
• 2.4 结论
• 参考文献
• 第三章 基于酰腙和酚羟基的阴离子受体的合成及阴离子比色识别研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂与仪器
• 3.2.2 受体分子的合成与表征
• 3.2.3 受体的阴离子识别性能研究
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 受体的紫外‐可见光谱分析
• 3.3.2 紫外‐可见吸收光谱滴定
• 3.3.3 紫外‐可见光谱滴定结果分析
• 3.3.4 受体的识别效果和特点
• 3.4 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢