Cu(Ⅱ)配合物与CBn自组装和弱相互作用研究

Cu(Ⅱ)配合物与CBn自组装和弱相互作用研究

论文摘要

CBn是一种独特的南瓜形有机大环分子,它是超分子化学中继环糊精、冠醚、杯芳烃之后受到广泛关注的一类新型的大环分子。CBn是由尿素和乙二醛在浓盐酸作用下生成甘脲单元,再由甘脲单元在浓酸催化下与甲醛脱水缩合反应生成的环状聚合物。在过去的三十年里,CB6作为合成受体被发现许多令人鼓舞的应用,尤其是在主客体化学和结构构筑方面。到目前为止,利用CB6的空腔进行的主客体包结化学已被详细地研究,而利用CB6的刚性结构和凸面型外壁进行形状匹配,与金属配合物分子组装的弱相互作用的研究还显缺乏,这对于研究开发CB6-过渡金属配合物杂化组装的功能型材料和丰富CB6配位超分子化学均具有重要的科学意义。本文在本研究室相关工作的基础之上,利用CB6的刚性结构和凸面型外壁,使CB6碱金属配合物与过渡金属配合物进行形状匹配,合成出独特的超分子晶体:[Na2(CB6)(H2O)6(H2 μ-20)2Cu(Hqs)2].6H20(1),研究了超分子结构和弱相互作用模式。X-射线衍射实验结果表明,配合物1为三斜晶系,Pi空间群,α=11.843(2), b=12.381(3),c=15.328(3)A,α=110.884(4),β=112.428(4),γ=91.520(3).,V= 1906.3(7)A3,Z:1,Dcalcd(g.cm-3)=1.572,μ(mm-1):0.459,R1[I>2σ(I)]=0.0489和wR2(all data).0.1612.配合物1的晶体结构表明它的非对称结构单元是由阴离子复合物的一半,CB6的一部分及它的两个端口羰基氧原子,通过Na+离子配位形成配位结构,其中Na+与CB6的羰基氧配位,并且与Na+配位的水分子同时与Cu2+配位,形成直链状的1维聚合配位结构,配位直链间Hqs与CB6的半甘脲单元以及CB6与CB6间均形成形状匹配芳环堆砌作用,通过分子识别和形状匹配,形成了独特的超分子结构。本文还进一步利用CB6.CB7端口尺寸的不同,对CBn与Cu(Ⅱ)-组氨酸阴离子配合物在不同pH条件下的配位包结及保护作用用紫外光谱进行了分析研究。本文的研究结果对CBn的分子识别及超分子自组装研究有着重要的意义。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 引言
  • 1.1 概述
  • 1.2 配体间的相互作用
  • 1.2.1 静电氢键作用
  • 1.2.2 芳环堆砌作用
  • 1.2.3 疏水缔合作用
  • 1.3 CBN的相关研究及进展
  • 1.3.1 CBn的由来
  • 1.3.2 CBn的相关研究及应用
  • 1.3.3 CBn衍生物的相关研究及应用
  • 1.3.4 模板构筑法及本实验室对CB6的相关研究
  • 1.4 本文的研究内容与目标
  • 第2章 CB6与Cu(Ⅱ)-HQS(8-羟基喹啉-5-磺酸)配合物的合成和晶体超分子结构研究
  • 2.1 实验仪器与试剂
  • 2.1.1 实验仪器
  • 2.1.2 实验试剂
  • 2.2 实验部分
  • 2.2.1 配合物1的合成及表征
  • 2.3 结果与讨论
  • 2.3.1 配合物1的结构
  • 2.3.2 配合物1的弱相互作用模式
  • 2.3.3 配合物1的超分子结构
  • 2.3.4 配合物1光谱性质研究
  • 第3章 CBn与中心金属Cu(Ⅱ)和HQS、his阴离子配合物的合成及晶体超分子结构的研究
  • 3.1 实验仪器与试剂
  • 3.1.1 实验仪器
  • 3.1.2 实验试剂
  • 3.2 实验部分
  • 3.2.1 单配体2及包结物3-7和不同pH的包结物8-25的合成
  • 3.2.2 单配体及包结物2-25溶液的紫外光谱测试
  • 3.2.3 配合物26、配合物27的合成
  • 3.2.4 单配体28,29及包结物30-33的合成
  • 3.2.5 配合物26-33的测试及表征
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.3.1 组氨酸和Cu(Ⅱ)配合物与CBn大环的分子识别作用紫外光谱分析
  • 3.3.2 CB6(Na)与Cu(Ⅱ)-HQS-his、Cu(Ⅱ)-HQS-2his超分子结构及溶液的紫外光谱及XRD谱图分析
  • 第4章 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 相关论文文献

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