准（聚）轮烷的合成及性质研究——葫芦脲[6]与（聚）阳离子电解质的超分子组装

论文题目: 准（聚）轮烷的合成及性质研究——葫芦脲[6]与（聚）阳离子电解质的超分子组装

论文类型: 博士论文

论文专业: 高分子化学与物理

作者: 侯昭升

导师: 周其凤,谭业邦

关键词: 聚轮烷,超分子,葫芦脲,自组装,聚电解质,紫精

文献来源: 山东大学

发表年度: 2005

论文摘要: 以非共价键理论为基础的超分子化学作为化学科学、生命科学、材料科学、分子电子学等学科的交叉与融合而产生的新研究领域,并因具有独特的结构和与传统聚合物不同的特性,近年来获得飞速发展。作为超分子化学分支的(聚)轮烷是由大环主体(环糊精,杯芳烃,冠醚,葫芦脲等)和客体构成,由于轮烷分子可作为催化剂,分子开关,分子机器等方面的应用而受到越来越多的关注。葫芦脲[6](cucurbituril[6],简写为CB[6])是由六个甘脲组成的六元环,具有高度对称的立体结构,两端具有12个羰基。由于CB[6]易于合成(由甘脲和甲醛),结构对称且适合客体分子,并且具有较高的热稳定性和化学稳定性,在超分子组装中作为大环分子而备受关注。以葫芦脲[6]为主体的分子开关、分子机器及葫芦脲[6]用于催化剂等应用性报道,而且通过CB[6]可以构筑聚轮烷、分子项链和树状大分子等。但是含有CB[6]的侧链(准)聚轮烷的报道却很少。本文主要以葫芦脲[6]为主体,(聚)紫精、聚多铵、聚吡啶阳离子衍生物为客体于水溶液中进行超分子自组装合成一系列的准(聚)轮烷,并对其结构和性质进行了表征和研究。本文主要分为以下三部分: 1.(聚)紫精类准(聚)轮烷主要合成了三种紫精类葫芦脲(聚)轮烷:聚戊基紫精准聚轮烷(PPeVCB),二丁基紫精准轮烷(VBCB)和N-乙烯苄基-N-正丁基-4,4’-联吡啶盐准轮烷单体(4VBVBuCB),并通过~1H NMR、IR、MS、元素分析等手段进行了表征。通过X-射线粉末衍射(XRD)、紫外吸收(UV-Vis)、热重分析(TGA)、荧光吸收、环境扫描电镜(ESEM)、化学还原以及无机盐对其溶液的影响等手段对轮烷的性质进行了研究。结果发现轮烷的UV-Vis、热稳定性、化学还原能力等均高于相应的母体(聚)紫精。在轮烷BVCB中,CB[6]与二丁基紫精的结合比为2∶1。另外,还通过4VBVBuCB和甲基丙烯酰胺(MAM)按不同比例进行共聚,得到含有轮烷组分的共聚物,并对其热稳定性和UV-Vis的性质进行了

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一部分绪论

1.1 轮烷的合成原理及途径

1.2 葫芦脲[6]的合成方法及葫芦脲[n]的特征

1.2.1 葫芦脲[16]的合成方法

1.2.2 葫芦脲的结构特征

1.3 葫芦脲的分子识别

1.3.1 金属离子

1.3.2 有机钱离子

1.3.3 气体分子

1.3.4 其它分子

1.4 葫芦脲的简单分子组装

1.4.1 葫芦脲组装分子开关

1.4.2 葫芦脲作为催化剂进行分子组装(防生催化)

1.4.3 葫芦脲其它的分子组装

1.5 葫芦脲应用于聚轮烷

1.5.1 合成方法

1.5.2 通过过渡金属自组装合成葫芦脲聚轮烷

1.5.3 通过有机聚合物合成葫芦脲聚轮烷

1.5.4 树状葫芦脲轮烷大分子

1.6 本文的研究思想和研究内容

1.6.1 研究课题的提出

1.6.2 研究内容

参考文献

第二部分葫芦脲与(聚)紫精的超分子自组装及性质研究

第一章葫芦脲与聚戊基紫精的超分子自组装及性质研究

第一节合成实验

1.1 合成路线

1.2 试剂与原料

1.3 实验步骤

第二节产品及重要中间体的结构表征

2.1 表征手段

2.2 表征数据

2.3 结果与讨论

第三节主链紫精准轮烷的性质研究

3.1 测试仪器

3.2 X-射线粉末衍射结果分析

3.3 热失重结果分析

3.4 UV-Vis结果分析

3.5 化学还原及结果分析

3.6 盐对准聚轮烷PPeVCB的影响

3.7 荧光吸收及结果分析

第二章甲基丙稀酰胺与紫精轮烷单体的共聚及性质研究

第一节合成实验

1.1 合成路线

1.2 试剂与原料

1.3 实验步骤

第二节产品及重要中间体的结构表征

2.1 表征手段

2.2 表征数据

2.3 结果与讨论

第三节共聚物的性质研究

3.1 测试仪器

3.2 TGA结果分析

3.3 UV-Vis结果分析

第三章烷基紫精准轮烷的合成及性质研究-二丁烷基紫精与葫芦脲[6]的超分子自组装

第一节合成实验

1.1 合成路线

1.2 试剂与原料

1.3 实验步骤

第二节产品及重要中间体的结构表征

2.1 表征手段

2.2 表征数据

2.3 结果与讨论

第三节烷基紫精准轮烷的性质研究

3.1 测试仪器

3.2 TGA结果分析

3.3 UV-Vis结果分析

3.4 化学还原及结果分析

3.5 BVCB水溶液的盐效应

3.6 ESEM及结果分析

小节

参考文献

第三部分生物碱类侧链(聚)二铵盐与CB[6]的超分子组装及性质研究

第一章聚-N~1-(4-乙烯苄基)-1，4-丁二铵与葫芦脲[6]的超分子自组装及性质研究

第一节合成实验

1.1 合成路线

1.2 试剂与原料

1.3 实验步骤

第二节产品及重要中间体的结构表征

2.1 表征手段

2.2 表征数据

2.3 结果与讨论

第三节侧链多胺准轮烷的性质研究

3.1 测试仪器

3.2 XRD结果分析

3.3 TGA结果分

3.4 ESEM及结构分析

3.5 盐效应结果分析

第二章丁二铵轮烷单体的均聚及其与甲基丙稀酰胺的共聚

第一节合成实验

1.1 合成路线

1.2 试剂与原料

1.3 实验步骤

第二节产品及重要中间体的结构表征

2.1 手段

2.2 表征数据

2.3 结果与讨论

第三节均聚物及共聚物的性质研究

3.1 测试仪器

3.2 TGA结果分析

小节

参考文献

第四部分吡啶季铵阳离子类准聚轮烷的合成，表征及性质研究

第一章季铵化聚4-乙烯吡啶衍生物与葫芦脲[6]的超分子自组装及性质研究(Ⅰ)

第一节合成实验

1.1 合成路线

1.2 试剂与原料

1.3 实验步骤

第二节产品及重要中间体的结构表征

2.1 表征手段

2.2 表征数据

2.3 结果与讨论

第三节侧链准轮烷QP4VPBuCB的性质研究

3.1 测试仪器

3.2 X-射线粉末衍射及结果分析

3.3 TGA及结果分析

3.4 UV-Vis及结果分析

第二章侧链准聚轮烷的制备及表征:葫芦脲[6]与聚(N-正丁基)-4-乙烯吡啶溴的超分子自组装

第一节合成实验

1.1 合成路线

1.2 试剂与原料

1.3 实验步骤

第二节产品及重要中间体的结构表征

2.1 表征手段

2.2 表征数据

2.3 结果与讨论

第三节侧链准聚轮烷P4VBuBrCB的性质研究

3.1 测试仪器

3.2 X-射线粉末衍射结果分析

3.3 TGA结果分析

3.4 UV-Vis结果分析

3.5 盐(NaBr)对准聚轮烷P4VBuBrCB的影响

第三章季铵化聚4-乙烯吡啶衍生物与葫芦脲[6]的超分子自组装及性质研究(Ⅱ)

第一节合成实验

1.1 合成路线

1.2 试剂与原料

1.3 实验步骤

第二节产品及重要中间体的结构表征

2.1 表征手段

2.2 表征数据

2.3 结果与讨论

第三节侧链准聚轮烷QP4VPHxPCB的性质研究

3.1 测试仪器

3.2 TGA结果分析

3.3 UV-Vis结果分析

3.4 盐(NaI)对准聚轮烷QP4VPHxPCB的影响

3.5 粘度

小节

参考文献

总结

致谢

攻读博士期间发表论文

学位论文评阅及答辩情况表

发布时间: 2005-10-17

参考文献

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