杯[4]芳烃席夫碱衍生物的合成及离子识别性能的研究

论文摘要

杯芳烃是一类具有独特空穴结构的大环化合物,是构筑具有新颖结构和独特性能化合物的理想的分子骨架。席夫碱是一类非常重要的配体,它们可以与周期表中大部分金属离子形成稳定性不一的配合物。本论文将席夫碱配体引入到杯芳烃的上缘,合成了三十六种未见文献报道的新化合物,考察了这些化合物对金属离子的识别性能。通过两种氨基杯芳烃（4和8）分别与取代苯甲醛进行缩合,在杯芳烃的上缘引入亚胺基团,合成了十五种未见文献报道的含有多齿席夫碱配体的杯芳烃衍生物923。通过红外光谱,核磁共振谱和质谱对所合成的化合物进行了结构表征,化合物均采取锥式构象,化合物中的亚胺基团采取E-构型。通过紫外光谱研究了所合成化合物对金属离子的络合识别能力。结果表明,除12、18、21外,其它化合物均能与Fe3+和Cr3+离子进行络合。通过三种氨基杯芳烃（4、8和26）分别与香豆素醛进行缩合,合成了十二种未见文献报道的上缘含有香豆素荧光基团的杯芳烃席夫碱衍生物2738。通过红外光谱,核磁共振谱和质谱对所合成的化合物进行了结构表征。2734采取锥式构象,3538采取1,3-交替构象,所有化合物中的亚胺基团采取E-构型。通过紫外光谱和荧光光谱研究了所合成化合物对金属离子的络合识别能力。结果表明,除29、3538外,其它化合物均能选择性的识别Fe3+和Cr3+离子,与Fe3+和Cr3+离子络合的化学计量比为1:1。其中以30的络合识别性能最好,30与Fe3+离子的络合常数为2.13×106M-1,与Cr3+离子的络合常数为1.65×106M-1。27、28、30、31、32、33、34可以作为潜在的识别Fe3+和Cr3+离子的荧光分子传感器。通过三种氨基杯芳烃（4、8和26）分别与苯并唑类乙烯基苯甲醛进行缩合,合成了九种未见文献报道的上缘含有苯乙烯基苯并唑类荧光基团的杯芳烃席夫碱衍生物3947。通过红外光谱,核磁共振谱和质谱对所合成的化合物进行了结构表征。3944采取锥式构象,4547采取1,3-交替构象,所有化合物中的乙烯基团和亚胺基团均采取E-构型。通过紫外光谱和荧光光谱研究了所合成化合物对金属离子的络合识别能力。结果表明,所有化合物都能选择性的识别Fe3+和Cr3+离子,与Fe3+和Cr3+离子络合的化学计量比为1:1。41与Fe3+离子的络合识别能力最好,与Fe3+离子的络合常数为3.06×106M-1。44与Cr3+离子的络合识别能力最好,与Cr3+离子的络合常数为2.35×106M-1。3947可以作为潜在的识别Fe3+和Cr3+离子的荧光分子传感器。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 杯芳烃的简介和构象
• 1.1.1 杯芳烃的简介
• 1.1.2 杯[4]芳烃的构象
• 1.2 杯芳烃的合成与衍生化
• 1.2.1 杯芳烃的合成
• 1.2.2 杯芳烃的衍生化
• 1.3 杯芳烃的识别性能
• 1.3.1 对中性分子的识别
• 1.3.2 对金属阳离子的识别
• 1.3.2.1 对碱金属、碱土金属离子的识别
• 1.3.2.2 对过渡金属离子的识别
• 1.3.2.3 对镧系、锕系等稀土金属离子的识别
• 1.3.3 对阴离子的识别
• 1.4 基于杯芳烃的荧光分子传感器的研究进展
• 1.5 杯芳烃席夫碱衍生物的合成进展
• 1.6 本论文的选题依据、设计思路和创新点
• 1.6.1 选题依据
• 1.6.2 设计思路
• 1.6.3 创新点
• 第二章 苯基取代的杯芳烃席夫碱衍生物的合成及离子识别性能的研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 主要原料、试剂及实验仪器
• 2.1.1.1 药品来源及规格
• 2.1.1.2 主要原料的处理
• 2.1.1.3 实验及分析仪器
• 2.1.2 5, 11, 17, 23-四氨基-25, 26, 27, 28-四丁氧基杯[4]芳烃（4）的合成
• 2.1.2.1 对叔丁基杯[4]芳烃1 的合成
• 2.1.2.2 5, 11, 17, 23-四叔丁基-25, 26, 27, 28-四丁氧基杯[4]芳烃2 的合成
• 2.1.2.3 5, 11, 17, 23-四硝基-25, 26, 27, 28-四丁氧基杯[4]芳烃3 的合成
• 2.1.2.4 5, 11, 17, 23-四氨基-25, 26, 27, 28-四丁氧基杯[4]芳烃（4）的合成
• 2.1.3 5, 17-二氨基-25, 26, 27, 28-四丁氧基杯[4]芳烃8 的合成
• 2.1.3.1 对氢杯[4]芳烃5 的合成
• 2.1.3.2 25, 26, 27, 28-四丁氧基杯[4]芳烃6 的合成
• 2.1.3.3 5, 17-二硝基-25, 26, 27, 28-四丁氧基杯[4]芳烃7 的合成
• 2.1.3.4 5, 17-二氨基-25, 26, 27, 28-四丁氧基杯[4]芳烃8 的合成
• 2.1.4 苯基四取代杯芳烃席夫碱衍生物的合成及表征
• 2.1.5 苯基二取代杯芳烃席夫碱衍生物的合成及表征
• 2.1.6 杯芳烃衍生物的离子识别性能
• 2.1.6.1 化合物对金属离子络合能力的测定
• 2.1.6.2 Job 法确定配合物的化学计量比
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 5, 11, 17, 23-四氨基-25, 26, 27, 28-四丁氧基杯[4]芳烃（4）的合成及表征
• 2.2.2 5, 17-二氨基-25, 26, 27, 28-四丁氧基杯[4]芳烃8 的合成及表征
• 2.2.3 苯基取代的杯芳烃席夫碱衍生物的合成
• 2.2.4 苯基取代的杯芳烃席夫碱衍生物的表征
• 2.2.5 化合物的离子识别性能的测定
• 2.3 小结
• 第三章 香豆素基团取代的荧光杯芳烃席夫碱衍生物的合成及离子识别性能的研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 主要原料、试剂及实验仪器
• 3.1.1.1 药品来源及规格
• 3.1.1.2 主要原料的处理
• 3.1.1.3 实验及分析仪器
• 3.1.2 香豆素醛的合成
• 3.1.2.1 6-甲基-4-醛基香豆素的合成
• 3.1.2.2 7-甲氧基-4-醛基香豆素的合成
• 3.1.2.3 4-醛基苯并香豆素的合成
• 3.1.2.4 4-甲基-7-羟基-8-醛基香豆素的合成
• 3.1.3 5, 11, 17, 23-四氨基-25, 26, 27, 28-四丙氧基杯[4]芳烃（1, 3-交替构象）26 的合成
• 3.1.3.1 5, 11, 17, 23-四叔丁基-25, 26, 27, 28-四丙氧基杯[4]芳烃（1, 3-交替构象）24 的合成
• 3.1.3.2 5, 11, 17, 23-四硝基-25, 26, 27, 28-四丙氧基杯[4]芳烃（1, 3-交替构象）25 的合成
• 3.1.3.3 5, 11, 17, 23-四氨基-25, 26, 27, 28-四丙氧基杯[4]芳烃（1, 3-交替构象）26 的合成
• 3.1.4 香豆素基团四取代的杯[4]芳烃席夫碱衍生物的合成
• 3.1.5 香豆素基团二取代的杯[4]芳烃席夫碱衍生物的合成
• 3.1.6 香豆素基团四取代的杯[4]芳烃席夫碱衍生物（1, 3-交替构象）的合成
• 3.1.7 杯芳烃衍生物的识别性能的测定
• 3.1.7.1 化合物对金属离子络合能力的测定
• 3.1.7.2 Job 法确定配合物的化学计量比
• 3.1.7.3 荧光光谱滴定法测定配合物的络合常数
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 5, 11, 17, 23-四氨基-25, 26, 27, 28-四丙氧基杯[4]芳烃（1, 3-交替构象）26 的合成
• 3.2.2 香豆素基团取代的杯[4]芳烃席夫碱衍生物的合成及表征
• 3.2.3 化合物的离子识别性能的测定
• 3.2.3.1 香豆素基团四取代的杯[4]芳烃席夫碱衍生物的离子识别性能的测定
• 3.2.3.2 香豆素基团二取代的杯[4]芳烃席夫碱衍生物的离子识别性能的测定
• 3.2.3.3 香豆素基团四取代的杯[4]芳烃席夫碱衍生物（1，3-交替构象）的离子识别性能的测定
• 3.3 小结
• 第四章 苯乙烯基苯并唑类基团取代的荧光杯芳烃席夫碱衍生物的合成及离子识别性能的研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 主要原料、试剂及实验仪器
• 4.1.1.1 药品来源及规格
• 4.1.1.2 主要原料的处理
• 4.1.1.3 实验及分析仪器
• 4.1.2 苯并唑类乙烯基苯基醛的合成
• 4.1.2.1 （E）-4-（2-苯并咪唑-2-乙烯基）苯甲醛的合成
• 4.1.2.2 （E）-4-（2-苯并噁唑-2-乙烯基）苯甲醛的合成
• 4.1.3 苯乙烯基苯并唑类基团四取代杯[4]芳烃席夫碱衍生物的合成
• 4.1.4 苯乙烯基苯并唑类基团二取代杯[4]芳烃席夫碱衍生物的合成
• 4.1.5 苯乙烯基苯并唑类基团四取代的杯[4]芳烃席夫碱衍生物（1，3-交替构象）的合成
• 4.1.6 杯芳烃衍生物的识别性能的测定
• 4.1.6.1 化合物对金属离子络合能力的测定
• 4.1.6.2 Job 法确定配合物的化学计量比
• 4.1.6.3 荧光光谱滴定法测定配合物的络合常数
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 苯乙烯基苯并唑类团取代杯芳烃席夫碱衍生物的合成及表征
• 4.2.2 新型杯芳烃衍生物的识别性能的测定
• 4.2.2.1 苯乙烯基苯并唑类基团四取代杯[4]芳烃席夫碱衍生物的识别性能的测定
• 4.2.2.2 苯乙烯基苯并唑类基团二取代杯[4]芳烃席夫碱衍生物的识别性能的测定
• 4.2.2.3 苯乙烯基苯并唑类基团四取代杯[4]芳烃席夫碱衍生物（1，3-交替构象）的识别性能的测定
• 4.3 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 附录
• 致谢