含有吗啉单元的偶氮基杯[4]芳烃衍生物的合成及其性质研究

含有吗啉单元的偶氮基杯[4]芳烃衍生物的合成及其性质研究

论文摘要

杯芳烃作为主-客体化学重要的研究平台,在配位化学、分子识别、超分子自组装、化学传感器、液晶和纳米材料等领域有广泛的应用。本论文的主要工作是设计和合成了一系列含有吗啉单元的偶氮基杯[4]芳烃衍生物,并且通过紫外-可见光谱测试了它们与金属离子的络合性质。具体结果如下:1.通过缩合反应,对叔丁基苯酚和甲醛反应,制得对叔丁基杯[4]芳烃。对叔丁基杯[4]芳烃在催化剂AlCl3的作用下,通过反向傅氏烷基化反应生成了25,26,27,28-四羟基杯[4]芳烃(杯[4]芳烃)。2.从杯[4]芳烃出发,选择性合成了中间产物25,27-二(2-溴乙氧基)-26,28二羟基杯[4]芳烃。3.以25,27-二(2-溴乙氧基)-26,28二羟基杯[4]芳烃和二乙胺硫代甲酸钠、8-羟基喹啉、吗啉为原料,分别合成了化合物25,27-二{[2-(N,N-二乙基胺基)黄原酸酯基]乙氧基}-26,28-二羟基杯[4]芳烃,25,27-二[2-(8-喹啉氧基)乙氧基]-26,28-二羟基杯[4]芳烃,25,27-二[2-(N-吗啉基)乙氧基]-26,28-二羟基杯[4]芳烃和25-[2-(N-吗啉基)]-27-(2-溴乙氧基)-26,28-二羟基杯[4]芳烃。4.以25,27-二[2-(N,N-二乙基胺基)黄原酸酯基)乙氧基]-26,28-二羟基杯[4]芳烃和苯胺为原料,通过重氮化-偶合反应合成了5,17-二(苯基偶氮基)-25,27-二{[2-(N,N-二乙基胺基)黄原酸酯基]乙氧基}-26,28-二羟基杯[4]芳烃。5.以25,27-二[2-(N-吗啉基)乙氧基]-26,28-二羟基杯[4]芳烃和苯胺,邻甲基苯胺,对甲基苯胺,对硝基苯胺为原料,通过重氮化-偶合反应分别合成了5,17-二(苯基偶氮基)-25,27-二[2-(N-吗啉基)乙氧基]-26,28-二羟基杯[4]芳烃,5,17-二[(2-甲基苯基)偶氮基]-25,27-二[2-(N-吗啉基)乙氧基]-26,28-二羟基杯[4]芳烃,5,17-二[(4-甲基苯基)偶氮基]-25,27-二[2-(N-吗啉基)乙氧基]-26,28-二羟基杯[4]芳烃,5,17-二[(4-硝基苯基)偶氮基]-25,27-二[2-(N-吗啉基)乙氧基]-26,28-二羟基杯[4]芳烃。6.所有合成的化合物的结构均通过1H NMR、IR表征,对部分化合物做了ESI-MS表征,其中三个化合物通过X-ray单晶衍射进行了表征。对25,27-二[2-(N-吗啉基)乙氧基]-26,28-二羟基杯[4]芳烃的合成条件通过正交实验进行了优化,提高了产率。7.以紫外-可见光谱为手段,初步研究了一系列吗啉修饰的偶氮类杯[4]芳烃衍生物与金属离子的络合性质。结果表明:5,17-二[(4-硝基苯基)偶氮基]-25,27-二[2-(N-吗啉基)乙氧基]-26,28-二羟基杯[4]芳烃对钙离子具有高度的选择性,并且溶液颜色从橙黄色变为紫色。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 引言
  • 1.1 杯芳烃的起源与研究现状
  • 1.2 杯芳烃的构象和命名
  • 1.2.1 杯芳烃的构象
  • 1.2.2 杯芳烃的命名
  • 1.3 杯芳烃的衍生化
  • 1.4 杯芳烃传感器
  • 1.4.1 杯芳烃的变色识别功能
  • 1.4.2 杯芳烃离子选择性电极
  • 1.4.3 其他类型的杯芳烃传感器
  • 1.5 杯芳烃的多种用途
  • 1.5.1 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]芳烃的合成(化合物
  • 2.3.2 杯[4]芳烃的合成(化合物B)
  • 2.3.3 25,27-二(2-溴乙氧基)-26,28-二羟基杯[4]芳烃的合成(化合物C)
  • 2.3.4 25,27-二{[2-(N,N-二乙基胺基)黄原酸酯基]乙氧基}-26,28-二羟基杯[4]芳烃的合成(化合物D)
  • 2.3.5 25,27-二[2-(8-喹啉氧基)乙氧基]-26,28-二羟基杯[4]芳烃的合成(化合物E)
  • 2.3.6 25,27-二[2-(N-吗啉基)乙氧基]-26,28-二羟基杯[4]芳烃的合成(化合物G) 和25-[2-(N-吗啉基)乙氧基]-27-(2-溴乙氧基)-26,28-羟基杯[4]芳烃的合成(化合物H)
  • 2.3.7 5,17-(苯基偶氮基)-25,27-二{[2-(N,N-二乙基胺基)黄原酸酯基]乙氧基}-26,28-二羟基杯[4]芳烃的合成(化合物I)
  • 2.3.8 5,7-二(苯基偶氮基)-25,27-二[2-(N-吗啉基)乙氧基]-26,28-二羟基杯[4] 芳烃的合成(化合物J)
  • 2.3.9 5,17-二[(2-甲基苯基)偶氮基]-25,27-二[2-(N-吗啉基)乙氧基]-26, 28-二羟基杯[4]芳烃的合成(化合物 K)
  • 2.3.10 5,17- 二[(4- 甲基苯基) 偶氮基]-25,27- 二[2-(N- 吗啉基) 乙氧基]-26,28-二羟基杯[4]芳烃的合成(化合物 L)
  • 2.3.11 5,17- 二[(4- 硝基苯基) 偶氮基]-25,27- 二[2-(N- 吗啉基) 乙氧基]-26,28-二羟基杯[4]芳烃的合成(化合物 M)
  • 2.4 偶氮基杯[4]芳烃衍合物的紫外-可见光谱研究
  • 2.4.1 化合物M 标准溶液的配置
  • 2.4.2 金属盐溶液的配置
  • 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(2-溴乙氧基)-26,28-二羟基对叔丁基杯[4]芳烃(化合物C)
  • 3.1.2 25,27-二{[2-( N,N -二乙基胺基)黄原酸酯基]乙氧基]}-26,28-二羟基杯[4] 芳烃的合成(化合物D)
  • 3.1.3 25,27-二[2-(8-喹啉氧基)乙氧基]-26,28-二羟基杯[4]芳烃(化合物E)
  • 3.1.4 25,27-二[2-(N-吗啉基)乙氧基]-26,28-二羟基杯[4]芳烃(化合物G)
  • 3.1.5 25-[2-(N-吗啉基)]-27-(2-溴乙氧基)-26,28-二羟基杯[4]芳烃(化合物
  • 3.1.6 5,17-二(苯基偶氮基)-25,27-二{[2-(N,N-二乙基胺基)黄原酸酯基]乙氧基}-26,28-二羟基杯[4]芳烃的合成(化合物I)
  • 3.1.7 5,17-二(苯基偶氮基)-25,27-二[2-(N-吗啉基)乙氧基]-26,28-二羟基杯[4]芳烃的合成(化合物J)
  • 3.1.8 5,17-二[(2-甲基苯基)偶氮基]-25,27-二[2-(N-吗啉基)乙氧基]-26, 28-二羟基杯[4]芳烃的合成(化合物 K)
  • 3.1.9 5,17-二[(4-甲基苯基)偶氮基]-25,27-二[2-(N-吗啉基)乙氧基]-26,28-二羟基杯[4]芳烃的合成(化合物 L)
  • 3.1.10 5,17- 二[(4- 硝基苯基) 偶氮基]-25,27- 二[2-(N- 吗啉基) 乙氧基]-26,28-二羟基杯[4]芳烃的合成(化合物 M)
  • 3.2 25,27-二[2-(N-吗啉基)乙氧基]-26,28-二羟基杯[4]芳烃(化合物G)合成条件的优化
  • 3.3 晶体结构测定及分析
  • 3.3.1 5,17-二(苯基偶氮基)-25,27-二[2-(N-吗啉基)乙氧基]-26,28-二羟基杯[4] 芳烃(化合物J)的晶体结构分析
  • 3.3.2 5,17-二[(4-甲基苯基)偶氮基]-25,27-二[2-(N-吗啉基)乙氧基]-26,28-二羟基杯[4]芳烃的合成(化合物L)
  • 3.3.3 5,17-二[(4-硝基苯基)偶氮基]-25,27-二[2-(N-吗啉基)乙氧基]-26,28-二羟基杯[4]芳烃的合成(化合物M)
  • 3.4 含有吗啉单元的偶氮类杯[4]芳烃与金属离子的络合作用研究
  • 3.4.1 化合物M 在不同溶剂中的紫外-可见光谱
  • 3.4.2 化合物J 在加入各种金属离子前后的紫外-可见光谱
  • 3.4.3 化合物K 和L 加入各种金属离子前后的紫外-可见光谱
  • 3.4.4 化合物M 在加入各种金属离子前后的紫外-可见光谱
  • 2+的色变识别功能'>3.4.5 化合物M 在THF 中对Ca2+的色变识别功能
  • 2+的摩尔比实验'>3.4.6 化合物M 与Ca2+的摩尔比实验
  • 2+的紫外-可见光谱'>3.4.7 化合物M 加入不同量Ca2+的紫外-可见光谱
  • 2+的络合常数'>3.4.8 化合物M 与Ca2+的络合常数
  • 第4章 结论与展望
  • 4.1 结论
  • 4.2 进一步工作的方向
  • 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
  • 相关论文文献

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