含酚羟基化合物的设计合成及阴离子识别研究

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,其中阴离子识别相对前两者发展较为迟缓,亟待丰富和发展。本文合成了一系列新型的含酚羟基受体分子并研究了阴离子识别性能,具体内容包括以下几部分:1.简要介绍阴离子识别的最新研究进展,概述了近年来以羟基为识别位点的研究进展,包括（ⅰ）以醇羟基为识别位点的研究进展;（ⅱ）以醇羟基为识别位点的研究进展;（ⅲ）以偶氮酚羟基为识别位点的研究进展。2.设计合成了3种含有酚羟基Schiff碱化合物。利用紫外—可见吸收光谱及1HNMR考查了其与卤素离子的作用。当加入F后,3种主体分子的紫外—可见吸收光谱以及1H NMR均发生了明显的变化。由Job法可知主体分子与F形成了稳定的1:1型氢键配合物,即使是在其它卤素离子存在的条件下,同样能够选择性识别F离子,而其它卤素离子不能引起任何变化。研究结果表明,主体分子对阴离子的识别与其形成的氢键数目相关。1H NMR滴定及质子溶剂效应进一步证实了主客体之间形成了氢键配合物。3.设计合成了3种含有酚羟基的吖嗪类主体分子。利用紫外—可见吸收光谱及1H NMR考查了其与卤素离子的作用。结果表明,当加入F后,3种主体分子的溶液颜色均由无色变为深黄色,从而达到裸眼识别的效果。由Job法可知主体分子与F形成了稳定的1:1型主—客体配合物,即使是在其它卤素离子存在的条件下,同样能够选择性识别F离子,而其它卤素离子不能引起任何变化。1H NMR滴定及质子溶剂效应进一步证实了主客体之间形成了氢键配合物。4.设计合成了4种偶氮水杨醛Schiff碱,利用紫外—可见吸收光谱系统考察了其在含水介质中与阴离子的识别作用。研究表明,该类主体化合物不但对碱性较强的F、AcO、H2PO4有较强的亲和力,而且对酸性较强的HSO4-通过质子化而具有独特的光谱响应。氢氧化钠、高氯酸加入后出现了上述相似的显色及紫外光谱响应,从而进一步说明了主体化合物脱质子和质子化的过程。5.由苯并-15-冠-5经磺酰化、肼解两步合成了41-磺酰肼苯并-15-冠-5（2）。后者与芳香醛在室温下发生缩合制得了一系列未见文献报道的冠醚化磺酰腙类化合物3a～3h,产物经元素分析、IR、1H NMR、13CNMR、MS确证了其结构。利用紫外—可见吸收光谱考查了其对不同阴离子的识别作用,结果表明,化合物3d、3e、3h对碱性较强的阴离子有较强的选择性识别作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 阴离子识别研究进展
• 1. 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 阴离子识别研究的局限性
• 2 阴离子识别研究最新进展
• 2.1 水相中的阴离子识别研究
• 2.2 具有专一选择性的阴离子识别研究
• 2.3 酸碱中和反应（脱质子或质子化）在阴离子识别中的应用
• 3. 以羟基为氢键供体的阴离子识别研究进展
• 3.1 以醇羟基为识别位点的受体分子
• 3.2 以酚羟基为识别位点的受体分子
• 3.3 以偶氮酚羟基为识别位点的受体分子
• 4 展望及工作设想
• 参考文献
• 第二章 含酚羟基Schiff碱化合物的阴离子识别研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器与试剂
• 2.2.2 受体分子的合成与表征
• 2.2.3 紫外-可见（UV-Vis）光谱滴定
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 主—客体配合物的稳定常数
• 2.3.2 识别机理探讨
• 2.4 结论
• 参考文献
• 第三章 含有酚羟基吖嗪类化合物的设计合成及阴离子识别研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与试剂
• 3.2.2 受体分子的合成与表征
• 3.2.3 紫外-可见（UV-Vis）光谱滴定
• 3.2.4 核磁共振实验及溶剂化效应
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 吸收光谱滴定
• 3.3.2 识别机理探讨
• 3.4 结论
• 参考文献
• 4^-的识别研究'>第四章 偶氮水杨醛Schiff碱在含水介质中对HSO₄^-的识别研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器与试剂
• 4.2.2 受体分子的合成与表征
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 紫外-可见（UV-vis）吸收光谱滴定
• 4^-识别'>4.3.2 受体分子对酸性的HSO₄^-识别
• 4.4 识别机理探讨
• 4.5 结论
• 参考文献
• 第五章 4'-磺酰腙苯并-15-冠-5的合成及阴离子识别研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 仪器与试剂
• 5.2.2 化合物1、2的合成
• 5.2.3 目标化合物3的合成
• 5.2.4 紫外可见（UV-vis）光谱滴定
• 5.3 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢