β-环糊精包结物晶体结构的研究

论文摘要

环糊精（CDs）具有“内疏水,外亲水”的独特结构,在水溶液中,它的疏水空腔可以选择包结形状和大小合适的分子形成超分子复合物。形成包结物后客体分子的理化性质一般会发生变化,如:溶解性、光谱性质、反应性、色谱行为等,因此,环糊精作为“分子胶囊”,被广泛应用于许多领域,如:分离分析、模拟酶、有机合成、药物制剂等。了解环糊精包结物的超分子结构是其理论研究和实际应用的基础,在各种结构表征方法中,X-射线单晶衍射是最有效的手段,它可以提供分子间相互作用最详细的结构信息。因此,研究环糊精及其包结物的晶体结构可以较深入的理解分子的间弱相互作用和揭示包结物形成的本质。本论文成功培养了β–环糊精与邻氨基苯甲酸、对氨基苯甲酸、邻菲啰啉和己二酸的包结晶体,并采用X-射线单晶衍射法对它们的空间结构进行了解析。从本文中收集的晶体结构数据和文献中已报道的β–环糊精及其包结物的单晶数据出发,对本文中的晶体结构进行详细的分析和比较。通过研究发现,在以上四种晶体结构中,主体分子之间、主体与客体分子之间以及主体与水分子之间均有大量的氢键形成,在整个体系中形成了一个稠密的氢键网络。这些氢键在保持β–环糊精分子的环状构象及确定客体分子在主体空腔中的位置方面起到重要作用,因此氢键是包结物形成的主要驱动力之一。同时还可以看出,客体分子的空间结构及共结晶的水分子在包结物的形成及晶体的空间堆积结构方面起到决定性的作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 环糊精概述
• 1.1.1 环糊精的结构与性质
• 1.1.2 环糊精及其衍生物的应用
• 1.2 环糊精的分子识别研究
• 1.2.1 环糊精包结物形成的分子间力分析
• 1.2.2 环糊精包结物的制备和表征方法
• 1.3 环糊精包结物单晶X-射线研究
• 1.3.1 晶体的制备及其培养
• 1.3.2 晶体结构的解析
• 1.4 β-环糊精包结物的晶体结构及研究概况
• 1.4.1 β-环糊精包结物的晶体结构及单胞的堆积方式
• 1.4.2 环糊精包结物的晶体研究进展
• 1.5 展望与本论文的选题
• 第二章 邻氨基苯甲酸和对氨基苯甲酸与β-环糊精包结物的晶体结构
• 2.1 试剂与仪器
• 2.2 β-环糊精包结物晶体的制备
• 2.2.1 β-环糊精-邻氨基苯甲酸包结物晶体的制备
• 2.2.2 β-环糊精-对氨基苯甲酸包结物晶体的制备
• 2.3 晶体结构的表征
• 2.3.1 红外表征
• 2.3.2 核磁表征
• 2.3.3 单晶X-射线衍射
• 2.4 晶体结构的测定
• 2.4.1 β-环糊精-邻氨基苯甲酸包结物晶体结构的测定
• 2.4.2 β-环糊精-对氨基苯甲酸包结物晶体结构的测定
• 2.5 结果与讨论
• 2.5.1 β-环糊精-邻氨基苯甲酸包结物的晶体结构
• 2.5.2 β-环糊精-对氨基苯甲酸包结物晶体结构
• 2.6 小结
• 第三章 邻菲啰啉与β-环糊精包结物的晶体结构
• 3.1 试剂与仪器
• 3.2 β-环糊精包结物晶体的制备
• 3.3 晶体结构的表征
• 3.3.1 红外表征
• 3.3.2 核磁表征
• 3.3.3 单晶X-射线衍射
• 3.4 晶体结构的测定
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 β-环糊精-邻菲啰啉包结物的晶体结构
• 3.5.2 主体分子
• 3.5.3 客体分子
• 3.5.4 空间结构
• 3.6 小结
• 第四章 己二酸与β-环糊精包结物的晶体结构
• 4.1 试剂与仪器
• 4.2 β-环糊精-己二酸包结物晶体的制备
• 4.3 β-环糊精-己二酸包结物晶体的表征
• 4.3.1 红外表征
• 4.3.2 核磁表征
• 4.3.3 X-射线表征
• 4.4 晶体结构的测定
• 4.5 结果与讨论
• 4.5.1 β-环糊精-己二酸包结物的晶体结构
• 4.5.2 主体分子
• 4.5.3 客体分子
• 4.5.4 空间结构
• 4.6 小结
• 第五章 总结
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 附录
• 致谢