一类新型瓜环的合成及其超分子自组装性质的研究

发布时间：2017-09-22 15:19

  本文关键词：一类新型瓜环的合成及其超分子自组装性质的研究

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【摘要】：瓜环(Q[n],n=5~14)是由多个亚甲基桥连苷脲形成的环状大环化合物,具有适当的疏水空腔,可以通过疏水作用包结有机小分子,而且其端口带负电的羰基可以通过离子-偶极作用与带正电的离子作用。相比传统的大环主体化合物如:环糊精、冠醚、杯芳烃、柱芳烃等,瓜环在水溶液中对客体分子具有更好的选择性、亲和性和化学稳定性。因此,瓜环作为主体化合物被广泛用于水溶液中客体分子的识别、分析检测和超分子体系的构筑。但是,普通瓜环只溶于甲酸、乙酸、盐酸等浓酸中,不溶于有机溶剂中,这在一定程度上制约了瓜环的应用。合成水溶性更好的瓜环是瓜环研究领域一个机遇与挑战并存的课题,本论文在查阅文献的基础上,拟设计、合成一类对分子、离子有识别作用的新型瓜环,即由乙内酰脲和多聚甲醛合成的新型半瓜环。实验结果显示我们成功合成分离得到了基于乙内酰脲的半苷脲二聚体,虽然质谱结果显示有半苷脲瓜环生成,但未分离到纯品。因此,本论文同时结合我们实验室最新合成得到的系列新瓜环,考察了它们与系列具有良好光学性质的齐聚苯撑乙烯衍生物的超分子自组装结构,并在此基础上重点分析了超分子体系的光学性质,为该体系作为荧光探针在分析检测领域的应用奠定了基础。本文主要完成了以下工作:一、新型半瓜环的合成。用半苷脲与多聚甲醛按摩尔比1:1与不同的酸溶液,如9M硫酸、甲酸、三氟乙酸、以及不同浓度的盐酸在不同温度下用一锅法反应不同时间后进行处理。所得的产物通过核磁、质谱和单晶衍射法确定其结构,实验结果显示有半瓜环生成。虽然没有分离得到半瓜环纯品,但是成功获得了半苷脲二聚体及其晶体结构二、齐聚苯撑乙烯衍生物——1,2-二[(4-吡啶基)乙烯基]苯的烷烃类衍生物的合成。以不同的溴代烷烃、四甲基吡啶,对苯二甲醛为原料合成不同长度碳链的客体分子包括7C、8C、9C、10C、11C、12C(指吡啶环两端碳原子的个数)。三、系列新型瓜环与齐聚苯撑乙烯衍生物超分子体系的基本性质及作用机理研究利用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱及等温滴定量热法等分析测试手段,分析研究了瓜环-客体自组装超分子体系的基本性质以及作用机理,探讨了可能的作用模式及形成规律。重点分析了超分子组装体作用前后的光谱学性质(荧光光谱及紫外可见光谱)及热力学性质,为瓜环超分子组装体在分析检测方面的潜在应用提供了进一步的实验数据和信息。
【关键词】：荧光客体分子 光谱学 等温量热滴定 瓜环 超分子自组装
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O641.3
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 第一章 前言8-23
• 1.1 瓜环合成的研究进展8-13
• 1.2 半瓜环的研究进展13-15
• 1.3 瓜环与客体分子的相互作用研究15-19
• 1.3.1 瓜环对客体分子的识别及其在分析检测中的应用16-17
• 1.3.2 瓜环分子机器在分析检测中的应用17
• 1.3.3 客体竞争的瓜环主客体相互作用在分析检测中的应用17-19
• 1.4 瓜环化学的主要分析检测方法19-22
• 1.4.1 紫外-可见吸收及荧光光谱法19-20
• 1.4.2 电化学检测方法20-21
• 1.4.3 等温量热滴定法21
• 1.4.4 其他方法21-22
• 1.5 本论文的主要工作22-23
• 第二章 新瓜环的合成、分离及结构表征23-38
• 2.1 实验试剂及主要仪器23
• 2.2 半瓜环的合成23-31
• 2.3 半苷脲二聚体的合成方案的优化31-32
• 2.4 普通苷脲和半苷脲二聚体合成新型半瓜环32-35
• 2.5 一系列新型瓜环的合成35-36
• 2.6 本章小结36-38
• 第三章 1,2-二[(4-吡啶基)乙烯基] 苯烷烃类衍生物与瓜环的主客体作用分析38-62
• 3.1 实验用材39
• 3.1.1 实验试剂39
• 3.1.2 实验仪器39
• 3.2 实验部分39-41
• 3.2.1 1,2-二[(4-吡啶基)乙烯基] 苯烷烃类衍生物的合成39-40
• 3.2.2 紫外吸收光谱法与荧光光谱法的测定40
• 3.2.3 等温滴定量热溶液的配制及测定40-41
• 3.3 结果与讨论41-55
• 3.3.1 1,2-二[(4-吡啶基)乙烯基] 苯烷烃类衍生物与六元瓜环的主客体包结作用研究41-46
• 3.3.2 1,2-二[(4-吡啶基)乙烯基] 苯烷烃类衍生物与HMeQ[7]、Q[7]、iQ[7]主客体作用研究46-52
• 3.3.3 1,2-二[(4-吡啶基)乙烯基] 苯烷烃类衍生物与八元瓜环的主客体包结作用研究52-55
• 3.4 客体/HNO3/瓜环超分子自组装体系性质的研究55-61
• 3.4.1 客体/HNO3/瓜环体系的荧光光谱分析56-58
• 3.4.2 8C、9C/ HNO3与Q[7]、HMeQ[7]、Q[8]、TMeQ[6]、HMeQ[6]的等温量热滴定研究58-60
• 3.4.3 客体/ HNO3/瓜环/金刚烷胺体系的荧光光谱分析60-61
• 3.5 本章小结61-62
• 第四章 总结62-64
• 参考文献64-70

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本文编号：901553