水溶液中的超分子体系性质研究

论文摘要

超分子化学的发展经历了冠醚、环糊精、杯芳烃、南瓜尼四代主体化合物。近十年来,主体对客体的分子识别以及分子组装已经成为超分子化学的核心研究内容。南瓜尼类化合物是由甘脲、甲醛在酸性条件下缩合形成的一种具有不同大小空腔的新型环状化合物,疏水性的空腔和两端极性的羰基氧端口是该类分子的共同特征,它们的空腔包合分子或离子的能力尤为突出。我们选择了南瓜尼类化合物中水溶性最好的七元南瓜尼作为主要研究对象,还选择了三种水溶性的间苯二酚杯[4]芳烃磺酸盐类衍生物作为主体分子,通过联苯胺分子以及合成的一系列碳链长短不同的链状客体分子与主体分子在水溶液中相互作用,研究超分子体系在水溶液中的性能,取得了一系列有意义的实验结果:一、按照文献方法合成了南瓜尼类化合物CB[n]（n=58）。用联苯胺与之反应,发现这些南瓜尼中,CB[7]对联苯胺的识别作用最好。运用UV-vis和1HNMR谱等方法,确定了CB[7]与联苯胺相互作用的包结比、包结平衡常数等理化参数,并推测了其作用模式。二、用对氯苯甲醛、间硝基苯甲醛、对硝基苯甲醛、对二甲胺基苯甲醛、对羟基苯甲醛、香兰素分别和1,6-己二胺反应合成了六种长链二元脂肪胺客体（1a1f）。用对氯苯甲醛、间硝基苯甲醛、对硝基苯甲醛、对二甲胺基苯甲醛、对羟基苯甲醛分别和1,3-丙二胺反应合成了五种短链二元脂肪胺客体（3a3e）。对这些客体分子进行了紫外吸收光谱、红外光谱、1H NMR等性质表征。利用UV-vis、1H NMR和红外光谱等方法,研究了七元南瓜尼与这些客体分子相互作用的条件,确定了这些主客体配合物的结构特征和包结比、包结平衡常数等理化参数,初步探讨了其作用模式。为南瓜尼在超分子自组装、分子识别、分子捕捉等方面的应用提供有用的信息。三、以甲基、乙基、苯基桥连间苯二酚杯[4]芳烃母体为原料,合成了对应的间苯二酚杯[4]芳烃磺酸盐类衍生物作为主体分子（MeC,EtC,PhC）。并运用紫外吸收光谱法研究了它们与自制客体在水溶液中的相互作用,初步确定了这些主客体包结物的结构特征和包结比、包结平衡常数等理化参数。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 超分子化学的研究进展
• 1.1.1 超分子化学（Supramolcular Chemistry）定义
• 1.1.2 超分子化学的研究领域
• 1.1.2.1 分子识别作用
• 1.1.2.2 分子自组装作用
• 1.2 杯芳烃类超分子化学的研究进展
• 1.2.1 间苯二酚杯芳烃的功能化修饰
• 1.2.2 间苯二酚杯芳烃衍生物的识别作用
• 1.3 南瓜尼类超分子化学的研究进展
• 1.3.1 南瓜尼类化合物的结构特征
• 1.3.2 南瓜尼的分子识别作用
• 1.3.3 南瓜尼的超分子催化作用
• 1.3.4 南瓜尼的分子组装
• 1.3.5 南瓜尼超分子化学性质的应用
• 第二章 七元南瓜尼和联苯胺分子的相互作用研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器与试剂
• 2.2.2 南瓜尼类主体分子（CB[n]）的合成
• 2.2.3 主客体配合物紫外溶液的配制
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 IR 表征
• 2.3.2 UV 表征
• 2.3.3 NMR 表征
• 2.4 结论
• 第三章 七元南瓜尼和直链二铵盐分子的相互作用研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与试剂
• 1f 的合成'>3.2.2 客体分子1a¹f 的合成
• 3e 的合成'>3.2.3 客体分子3a³e 的合成
• 3.2.4 主客体配合物的制备及紫外溶液的配制
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 IR 表征
• 3.3.2 UV 表征
• 3.3.3 NMR 表征
• 3.4 结论
• 第四章 间苯二酚杯[4]芳烃磺酸盐和直链二铵盐分子的相互作用研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器与试剂
• 4.2.2 主体间苯二酚杯[4]芳烃磺酸盐类衍生物的合成
• 4.2.3 主客体反应紫外溶液的配制
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 主体 IR 表征
• 4.3.2 UV 表征
• 1f 在水溶液中的相互作用'>4.3.2.1 MeC 与1a¹f 在水溶液中的相互作用
• 1f 在水溶液中的相互作用'>4.3.2.2 EtC 与1a¹f 在水溶液中的相互作用
• 1f 在水溶液中的相互作用'>4.3.2.3 PhC 与1a¹f 在水溶液中的相互作用
• 3e 在水溶液中的相互作用'>4.3.2.4 MeC 与3a³e 在水溶液中的相互作用
• 3e 在水溶液中的相互作用'>4.3.2.5 EtC 与3a³e 在水溶液中的相互作用
• 3e 在水溶液中的相互作用'>4.3.2.6 PhC与3a³e 在水溶液中的相互作用
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士研究生期间论文发表情况