【摘要】：超分子化學(xué)作為研究主客體間弱相互作用力的化學(xué),是當(dāng)今科學(xué)研究領(lǐng)域最前沿的學(xué)科之一。分子識(shí)別是超分子化學(xué)的一個(gè)重要研究分支,研究的是主體分子對(duì)客體分子的選擇性結(jié)合并賦予“新的結(jié)合物”某種特定功能的過(guò)程。在此過(guò)程中,主體分子與客體分子通過(guò)非共價(jià)鍵協(xié)同作用結(jié)合在一起,并且可能會(huì)引起體系在構(gòu)象上的轉(zhuǎn)變以及化學(xué)性質(zhì)的變化,這些結(jié)合過(guò)程中產(chǎn)生的變化表明了化學(xué)信息在此過(guò)程中被存儲(chǔ)、傳遞及處理。氮作為一種重要的元素,廣泛地存在于自然界和生命體中。吡咯和咪唑是兩種含有氮原子的五元雜環(huán)化合物,它們繼承了氮原子的化學(xué)特性,易于和其他離子鍵合形成非共價(jià)鍵�；谶@個(gè)特性,吡咯和咪唑類(lèi)衍生物在超分子化學(xué)分子識(shí)別領(lǐng)域占有十分重要的地位。本文合成了一系列杯[4]吡咯和菲并咪唑類(lèi)化合物,并重點(diǎn)對(duì)其離子識(shí)別的特性進(jìn)行研究,取得了一些較有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(1)以1-Boc-4-哌啶甲基酮和吡咯為原料,在甲磺酸催化作用下合成了新型杯[4]吡咯化合物2a和2b;以化合物2b為母體通過(guò)邁克爾加成反應(yīng)設(shè)計(jì)合成了一系列杯[4]吡咯衍生物2d-2h,并采用核磁共振氫譜和碳譜對(duì)它們的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。同時(shí),本文通過(guò)紫外滴定研究了系列杯[4]吡咯對(duì)陰離子的鍵合作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,它們對(duì)氟離子具有很好的識(shí)別效果,其中2f對(duì)氟離子的絡(luò)合能力最強(qiáng)。(2)以9,10-菲醌和取代苯甲醛為原料,經(jīng)關(guān)環(huán)、縮合等反應(yīng)得到一系列菲并咪唑類(lèi)化合物,通過(guò)核磁共振氫譜和碳譜對(duì)它們的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。熒光滴定結(jié)果表明,化合物3a對(duì)Ag~+、3d和3e對(duì)Fe~(3+)具有很好的識(shí)別效果,而其他金屬離子對(duì)它們沒(méi)有明顯影響。隨后,通過(guò)核磁滴定和熒光發(fā)射光譜探索了菲并咪唑類(lèi)化合物識(shí)別金屬離子的可能機(jī)理。
文內(nèi)圖片：
圖片說(shuō)明： 兩類(lèi)含氮雜環(huán)化合物的合成及其離子識(shí)別研究呈現(xiàn)出錐形、部分錐形、1, 2交替及1, 3交替等多種構(gòu)象形式。當(dāng)存在與杯[4]吡咯相互作用的底物分子時(shí)，杯[4]吡咯主要呈錐形構(gòu)象，且環(huán)上4個(gè)氮原子處于同一平面（如圖1.2和1.3）。（2）杯[4]吡咯的空腔結(jié)構(gòu)大小可以調(diào)節(jié)�？刂七量┉h(huán)中吡咯的個(gè)數(shù)或通過(guò)介位（meso-）引入體積較大的基團(tuán)使腔體延伸可得到不同尺寸的空腔。（3）易于制備和進(jìn)行化學(xué)修飾。通過(guò)吡咯與含官能團(tuán)的酮反應(yīng)，可以得到相應(yīng)官能化的杯[4]吡咯衍生物，或是利用母體吡咯環(huán)β位的活性，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)直接引入官能團(tuán)。（4）具有較高的熔點(diǎn)，熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，在絕大多數(shù)有機(jī)溶劑中具有一定的溶解度。正是杯[4]吡咯的這些特殊性能，才使其對(duì)陰離子和中性小分子具有優(yōu)良的識(shí)別作用。
文內(nèi)圖片：
圖片說(shuō)明：杯[4]吡咯與Cl-、F-絡(luò)合的晶體結(jié)構(gòu)（錐形）
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：O626

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 高成莊;李焱;;苯并咪唑衍生物的特性及應(yīng)用研究進(jìn)展[J];鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年Z1期

2 吳洪;吳清輝;柯惠堂;;取代苯并咪唑的電子結(jié)構(gòu)與抗病毒活性關(guān)系的研究[J];數(shù)理醫(yī)藥學(xué)雜志;2006年02期

3 王黨輝;楊一心;趙天成;王少康;侯瑤;高平安;高繼開(kāi);;氯化苯并咪唑鐠配合物的光致發(fā)光性質(zhì)[J];西北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年06期

4 王陸瑤,田敏,陳邦,史真;環(huán)戊甲基苯并咪唑衍生物的合成、表征及抑菌活性[J];應(yīng)用化學(xué);2005年10期

5 趙永生,龐正智,盧艷華;咪唑化合物在銅表面的成膜機(jī)理[J];化工學(xué)報(bào);2004年04期

6 郭勇,邵士俊,何麗君,師彥平,蔣生祥;杯吡咯功能化合物的研究與應(yīng)用[J];化學(xué)進(jìn)展;2003年04期

7 朱莉,廖展如;鈷配合物的合成表征及超氧化物歧化酶活性的研究[J];湘潭大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào);2001年04期

，

本文編號(hào)：2514622