基于二乙酯基甘脲半柔性分子夹的合成及晶体中CH/π的研究

论文摘要

人们在对大量烷基取代芳环类化合物构象选择性的研究中发现一类可表述为CH／π的相互作用。随着超分子化学以及自组装结构研究的兴起，分子间弱相互作用，如范德华力氢键等弱相互作用倍受关注。CH／π弱相互作用也引起了人们的重视。研究表明，CH／π是存在于软酸与软碱之间的弱氢键的极端，既可存在于溶液中又可在晶体中观察到。鉴于CH／π的柔韧性和不受介质的影响的特征它将在生物体系中起着不可替代的重要作用。本论文对CH／π的提出，发展及研究现状和识别作用作了较为系统和全面的综述。甘脲分子结构中两个稠合的咪唑环之间具有一定的刚性夹角，而呈现特定的成键矢量，因此被广泛地用作构筑人工受体的建筑单元。甘脲上的四个NH基团可用于广泛的修饰。为了得到以甘脲为板块的一类用于研究CH／π模型化合物，我们选择在有机溶剂中具有良好溶解度的二乙酯基甘脲为基本建筑单元，分别在甘脲的两边引入不同柔性的芳香性边墙得到了一类半柔性分子夹以期借助CH／π的作用形成自驱动折叠的分子转子。在甘脲的刚性边墙和柔性边墙上引入不同电负性的取代基改变CH供体和π受体的酸碱性，通过核磁和单晶来检测取代基对CH／π的影响。在研究半柔性分子夹中的CH／π时，我们还研究了柔性边墙为脂肪链的一类半柔性分子夹的晶体堆积并得到了不同空间结构的柔性链对晶体堆积影响的规律。合成的17种未见文献报道的甘脲类分子模块结构均得到相应的波谱进行了表征，如IR、1H NMR、13C NMR和MS（ESI-MS）等，其中14个化合物的结构得到了X-ray单晶衍射的证实。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 本论文主要创新点
• 第一章 CH/π研究进展
• 1.1 引言
• 1.2 CH/π的定义及其特征
• 1.2.1 CH/π的提出
• 1.2.2 CH/π的特征以及影响CH/π因素
• 1.3 证明及研究CH/π的方法
• 1.3.1 红外
• 1.3.2 核磁
• 1.3.3 单晶
• 1.3.4 晶体数据库分析
• 1.4 CH/π的本质
• 1.4.1 理论计算研究CH/π
• 1.4.2 CH/π作用能的大小
• 1.5 CH/π对分子构象以及晶体堆积的影响
• 1.5.1 分子内CH/π对构象的影响
• 1.5.2 CH/π对晶体堆积的影响
• 1.6 识别作用
• 1.6.1 CH/π识别作用: 本身具有孔穴分子（cavity-inclusion type）
• 1.6.2 CH/π识别作用: 分子之间形成孔穴的分子（lattice-inclusion type）
• 1.6.3 CH/π识别作用: CH/π不含苯环的芳香体系
• 1.6.4 CH/π识别作用: CH/π对反应立体选择性的影响
• 1.6.5 CH/π识别作用: 蛋白质结构中的CH/π
• 1.7 课题的提出
• 参考文献
• 第二章 基于二乙酯基甘脲半柔性分子夹中CH/π的研究
• 2.1 引言
• 2.2 合成与设计方法
• 2.3 实验部分
• 2.3.1 主要测试仪器及方法
• 2.3.2 主要试剂的制备与纯化
• 2.3.3 中间产物的合成
• 2.3.4 目标化合物的合成
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 目标化合物波谱分析
• 2.4.2 目标化合物晶体结构分析
• 2.5 本章小节
• 参考文献
• 第三章 基于二乙酯基甘脲半柔性分子夹晶体堆积的研究
• 3.1 引言
• 3.2 合成路线
• 3.3 试验部分
• 3.3.1 主要测试仪器及方法
• 3.3.2 主要试剂的制备与纯化
• 3.3.3 中间产物的合成
• 3.3.4 目标化合物的合成
• 3.4 结果与讨论目标化合物的谱图分析
• 3.4.1 目标化合物谱图分析
• 3.4.2 目标化合物晶体堆积分析
• 3.5 本章小节
• 参考文献
• 附录 作者攻读硕士学位期间发表论文情况
• 致谢