新型硫杂杯芳冠醚受体的设计、合成及性质研究

论文摘要

硫杂杯芳烃的研究对超分子化学和材料化学的发展具有重要的理论意义,在离子传输、分子器件、化学传感和分子开关等领域具有潜在的应用前景。特别是硫杂杯芳冠醚继承了硫杂杯芳和冠醚的优点,通常赋予新的识别与组装功能。因此,本论文开展了基于硫杂杯[4]芳烃冠醚为分子识别中心的新型光、电活性受体的设计、合成及超分子识别功能研究。首先,总结了硫杂杯[4]芳烃冠醚受体的设计、合成及在超分子识别传感等方面的研究进展。本论文共设计、合成了4种未见文献报道的硫杂杯[4]芳烃衍生物,其结构经IR、1HNMR、13CNMR、MS及元素分析所系统表征。此外,还采用X-射线衍射技术测定了2种硫杂杯[4]芳烃化合物的单晶分子结构。首次基于锥式硫杂杯[4]芳烃为结构平台,通过click反应将蒽醌基团引入硫杂杯[4]芳烃,合成了3种以蒽醌为光、电活性中心,含1,2,3-三唑桥联基团的硫杂杯[4]芳烃冠醚受体R1-R3。采用荧光滴定、紫外-可见滴定、核磁滴定、理论计算和电化学研究等技术研究了它们对某些阳离子的识别性质。研究发现,受体R1可选择性识别Pb2+离子,R2可选择性识别Zn2+、Pb2+、La3+、Eu3+、Tb3+等离子,R3在pH为7.4的条件下可选择性识别Zn2+、Co2+、Ni2+离子,而在pH为4.0的条件下对镧系离子La3+、Eu3+、Tb3+有较好的识别。我们所设计、合成的光、电活性硫杂杯[4]芳烃冠醚受体对开发新型光、电化学传感器及超分子器件具有重要的理论意义和应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1. 硫杂杯芳烃概览
• 2. 1, 3-交替型硫杂杯[4]芳烃冠醚受体及其类似体系
• 3. 锥式硫杂杯[4]芳烃冠醚受体及其类似体系
• 4. 其它构象硫杂杯芳烃冠醚受体
• 5. 管状硫杂杯芳烃受体分子
• 参考文献
• 第二章 三唑桥联锥式硫杂杯[4]芳烃蒽醌冠醚受体的合成与结构表征
• 第一节 结果与讨论
• 1. 合成与结构表征
• 2. 晶体结构分析
• 第二节 实验部分
• 参考文献
• 第三章 三唑桥联锥式硫杂杯[4]芳烃蒽醌冠醚受体的超分子识别性质研究
• 第一节 结果与讨论
• 1. 电化学性质研究
• 2. 紫外滴定研究
• 3. 荧光滴定研究
• 4 核磁滴定研究
• 5 理论计算
• 第二节 实验部分
• 1 电化学测定
• 2 紫外光谱测定
• 3 荧光光谱测定
• 4 核磁滴定实验
• 5 理论计算细节
• 参考文献
• 结论
• 致谢
• 附录 I 论文发表目录
• 附录 II 化合物的图谱