本文關(guān)鍵詞：芳香磺酸有機(jī)超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計合成與性能研究

  更多相關(guān)文章： 有機(jī)超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò) 芳香磺酸 氨基酸 三苯甲胺 熒光 手性

【摘要】：有機(jī)超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)化合物不僅具有豐富迷人的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),而且在光化學(xué)、吸附與分離、生物醫(yī)學(xué)和制藥學(xué)等方面表現(xiàn)出優(yōu)越的性能,目前受到科學(xué)工作者的青睞。經(jīng)過十幾年的發(fā)展,已經(jīng)取得了豐碩的研究成果,積累了一些設(shè)計合成的策略和經(jīng)驗。但有機(jī)磺酸超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)化合物的研究起步較晚,有關(guān)定向設(shè)計合成、結(jié)構(gòu)和性能調(diào)控方面的研究缺乏系統(tǒng)性,很多問題亟待解決。因此,選擇合適的有機(jī)分子建筑塊和溶劑體系,通過不同的組裝過程構(gòu)筑具有新穎結(jié)構(gòu)和良好性能的有機(jī)超分子晶態(tài)化合物是一個富有挑戰(zhàn)性的研究課題。本論文在對磺酸超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行調(diào)研和綜述的基礎(chǔ)上,以晶體工程學(xué)和超分子化學(xué)的基本原理為理論依據(jù),選擇具有不同結(jié)構(gòu)特點的芳香磺酸和芳香胺、氨基酸為合成子,旨在合成一系列具有新穎網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和良好熒光性能的有機(jī)超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)化合物,為定向設(shè)計合成這類化合物積累一些有價值的經(jīng)驗。論文采用自然揮發(fā)和研磨等不同的組裝方法,在一系列普通溶劑中合成了45個有機(jī)磺酸超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)化合物,并對它們的超分子花樣、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和熒光性能等進(jìn)行了表征,獲得的主要研究成果包括以下幾方面:1.選擇平面剛性的1,5-萘二磺酸(1,5-NDS)和三苯甲胺(TPMA)為建筑塊,在一系列具有不同體積、極性和氫鍵構(gòu)筑能力的溶劑中,采用液相自組裝的方法制備了9個有機(jī)超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)化合物。同時,將化合物9在50和120°C進(jìn)行熱處理的產(chǎn)物分別浸入到水中,一個月后得到化合物10和11。在系列不同的溶劑中,由 SO3-和 NH3+基團(tuán)構(gòu)筑了四種有趣的超分子花樣:化合物4-8、11為分立結(jié)構(gòu),化合物1、3和10為一維帶狀結(jié)構(gòu),化合物2為二維層狀結(jié)構(gòu),化合物9為獨特的輪式花樣。而且在不同溶劑分子的調(diào)控下,這些超分子花樣通過不同取向的萘環(huán)建構(gòu)出七種晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)堆積方式。尤其是在小分子H2O中,得到了具有規(guī)則六方孔道的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)新穎的化合物9,其吸-脫水過程的晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變是不可逆的。在不同溶劑和化合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的共同影響下,11個化合物在382~393 nm展現(xiàn)出不同的熒光發(fā)射,且10和11的熒光發(fā)射強(qiáng)度相比化合物9有大幅提高。2.選擇長間隔基、半剛性的4,4?-聯(lián)苯二磺酸(h2bpdsa)和tpma為建筑塊,在一系列純?nèi)軇┘捌浜幕旌先軇┲?采用液相自組裝的方法制備了14個有機(jī)超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)化合物,而且不同合成體系中的超分子化合物對水的敏感程度不同。在系列純?nèi)軇w系中,由 so3-和 nh3+基團(tuán)構(gòu)筑了多種有趣的超分子花樣:具有氫鍵給受體的溶劑分子趨于形成單(雙)鏈狀結(jié)構(gòu)(12-17),而只有氫鍵受體的溶劑分子可以形成分立(19)、鏈狀(18)和層狀結(jié)構(gòu)(20);在混合溶劑體系中,h2o分子以hb2’、hb3’及hb4氫鍵模式調(diào)控著超分子花樣:化合物21和25表現(xiàn)為單鏈結(jié)構(gòu),而化合物22-24呈現(xiàn)出具有四方窗口的層狀結(jié)構(gòu),而且上述超分子花樣通過不同取向的聯(lián)苯環(huán)構(gòu)筑出八種晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)堆積方式。隨著溶劑分子的改變,13個化合物在343~359nm內(nèi)展現(xiàn)出不同的熒光發(fā)射,尤其是水分子的引入能進(jìn)一步增強(qiáng)化合物的熒光發(fā)射強(qiáng)度。3.設(shè)計合成了新的4,4’-二羥基聯(lián)苯-3,3’-二磺酸(h4m)有機(jī)合成子,采用液相自組裝和固相研磨的方法與tpma在系列溶劑中制備了12個有機(jī)超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)化合物,其中的化合物30可以通過單晶轉(zhuǎn)化生成化合物31。不同的溶劑分子對由 so3-與 nh3+基團(tuán)形成的超分子花樣有重要影響,并調(diào)控產(chǎn)生了分立的[2+2]結(jié)構(gòu)(37和38)、[4+4+6]簇(29)以及一維???( so3)???( nh3)???(solvent)???鏈(27、28、31和36)和帶狀結(jié)構(gòu)(30、32、33-35),進(jìn)而通過不同空間取向和構(gòu)象的聯(lián)苯芳環(huán)拓展為五種晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)堆積方式,且只有化合物31中h2m2 的兩個 so3-基團(tuán)采取順式構(gòu)象。在不同的組裝過程中,小的溶劑分子趨于形成不同的結(jié)構(gòu)(27和28、29和30),而大的溶劑分子通常可以得到相同的結(jié)構(gòu)(32-38),且在長碳鏈溶劑分子中形成的化合物33-35都展現(xiàn)出具有六方窗口的(6,3)層狀結(jié)構(gòu)。此外,12個化合物在365~371nm內(nèi)展現(xiàn)出不同強(qiáng)度的熒光發(fā)射。4.選擇剛性共軛的1,5-nds和系列手性α-氨基酸為建筑塊,采用液相自組裝的方法,在甲醇和水混合溶劑中合成了7個手性超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)化合物,其中化合物45可以通過單晶轉(zhuǎn)化生成化合物44,同時h2his2+陽離子的構(gòu)型由r變?yōu)閟。不同取代基的α-氨基酸使得 so3-與 nh3+基團(tuán)形成了豐富的超分子花樣,即多樣[(so3)x(nh3)y]的分立結(jié)構(gòu)(x或y=1,2;39、41、43、44)、單鏈和雙鏈(42)以及三維網(wǎng)絡(luò)(40)結(jié)構(gòu),并在萘環(huán)取向和氨基酸取代基的調(diào)控下形成五種晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)堆積方式。此外,6個化合物在342~402 nm內(nèi)展現(xiàn)出比1,5-萘二磺酸和α-氨基酸更強(qiáng)的熒光發(fā)射,并且某些化合物(42和44)有不同程度的藍(lán)移。
【關(guān)鍵詞】：有機(jī)超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò) 芳香磺酸 氨基酸 三苯甲胺 熒光 手性
【學(xué)位授予單位】：黑龍江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O641.3
【目錄】：

• 中文摘要6-9
• Abstract9-19
• 第1章 緒論19-63
• 1.1 有機(jī)超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)概述19-21
• 1.2 有機(jī)磺酸超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)研究進(jìn)展21-46
• 1.2.1 脂肪磺酸超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)22-26
• 1.2.2 芳香磺酸超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)26-37
• 1.2.3 杯磺酸超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)37-46
• 1.3 磺酸·三苯甲胺超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)研究概況46-49
• 1.4 磺酸·氨基酸超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)研究概況49-51
• 1.5 有機(jī)磺酸超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)化合物的性能研究51-59
• 1.5.1 熒光性能51-56
• 1.5.2 其他性能研究56-59
• 1.6 論文的選題依據(jù)及研究思路59-63
• 第2章 1,5-萘二磺酸與三苯甲胺超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)筑和性能研究63-90
• 2.1 引言63-64
• 2.2 實驗部分64-72
• 2.2.1 試劑與儀器64-65
• 2.2.2 超分子化合物的合成65-67
• 2.2.3 元素分析與譜學(xué)表征67-68
• 2.2.4 單晶結(jié)構(gòu)的測試與解析68-72
• 2.3 結(jié)果與討論72-89
• 2.3.1 合成方法探討72
• 2.3.2 化合物 1-11的晶體結(jié)構(gòu)72-78
• 2.3.3 溶劑對 SO_3~-和 NH_3~+基團(tuán)氫鍵模式的影響78-81
• 2.3.4 不同溶劑分子調(diào)控的晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)堆積方式81-82
• 2.3.5 化合物 1-11的表征82-84
• 2.3.6 化合物 1-11的熒光性能84-87
• 2.3.7 化合物9的化學(xué)行為研究87-89
• 2.4 本章小結(jié)89-90
• 第3章 4,4’-聯(lián)苯二磺酸與三苯甲胺超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)筑和性能研究90-118
• 3.1 引言90-91
• 3.2 實驗部分91-99
• 3.2.1 試劑與儀器91
• 3.2.2 超分子化合物的合成91-93
• 3.2.3 元素分析與譜學(xué)表征93-94
• 3.2.4 單晶結(jié)構(gòu)的測試與解析94-99
• 3.3 結(jié)果與討論99-117
• 3.3.1 合成方法探討99-100
• 3.3.2 溶劑對超分子花樣和晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)堆積模式的影響100-107
• 3.3.3 H_2O分子氫鍵模式對超分子花樣和堆積模式的影響107-112
• 3.3.4 化合物 12-25的表征112-114
• 3.3.5 化合物 12-25的熒光性能114-117
• 3.4 本章小結(jié)117-118
• 第4章 4,4’-二羥基聯(lián)苯-3,3’-二磺酸與三苯甲胺超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)筑和性能研究118-147
• 4.1 引言118-119
• 4.2 實驗部分119-128
• 4.2.1 試劑與儀器119
• 4.2.2 超分子化合物的合成119-122
• 4.2.3 元素分析與譜學(xué)表征122-123
• 4.2.4 單晶結(jié)構(gòu)的測試與解析123-128
• 4.3 結(jié)果與討論128-145
• 4.3.1 合成方法探討128
• 4.3.2 化合物 26-38的晶體結(jié)構(gòu)分析128-135
• 4.3.3 溶劑分子對???( SO_3)???( NH_3)???(solvent)???花樣的影響135-137
• 4.3.4 溶劑分子對化合物的晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)堆積方式的調(diào)控137-141
• 4.3.5 化合物 26-38的表征141-143
• 4.3.6 化合物 26-38的熒光性能143-145
• 4.4 本章小結(jié)145-147
• 第5章 1,5-萘二磺酸與 α-氨基酸超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)筑和性能研究147-169
• 5.1 引言147-148
• 5.2 實驗部分148-154
• 5.2.1 試劑與儀器148-149
• 5.2.2 超分子化合物的合成149-150
• 5.2.3 元素分析與譜學(xué)表征150-151
• 5.2.4 單晶結(jié)構(gòu)的測試與解析151-154
• 5.3 結(jié)果與討論154-168
• 5.3.1 合成方法探討154-156
• 5.3.2 化合物 39-45的晶體結(jié)構(gòu)156-162
• 5.3.3 α-氨基酸的取代基對超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)堆積方式的影響162-165
• 5.3.4 化合物 39-44的表征165-167
• 5.3.5 化合物 39-44的熒光性能167-168
• 5.4 本章小結(jié)168-169
• 結(jié)論169-171
• 參考文獻(xiàn)171-186
• 附表一 主要氫鍵鍵長和鍵角186-200
• 致謝200-201
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表和已投稿的論文201

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郭劍峰;;衛(wèi)敏:無處不在的超分子[J];科技潮;2009年05期

2 陳強(qiáng),譚民裕,劉偉生;超分子中分子間弱相互作用力的研究方法概述[J];化學(xué)通報;2001年04期

3 李長順;;超分子材料研究進(jìn)展[J];廣東化工;2006年09期

4 詹海鶯;劉海洋;胡軍;江煥峰;;卟啉超分子的組裝合成及其應(yīng)用新進(jìn)展[J];中國科學(xué)(B輯:化學(xué));2009年03期

5 Э.П.Высоцкая;倪宜平;;聚酯長絲的染料得色量與其超分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系[J];國外紡織技術(shù)(化纖、染整、三廢治理分冊);1980年12期

6 咸文淑;纖維的超分子結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)[J];合成纖維;1981年04期

7 劉漢興,蘭興文;高模量維綸濕法長絲超分子結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能[J];合成纖維;1981年06期

8 許長安;;煤的超分子結(jié)構(gòu)與煤塵致病作用的特點[J];鐵道勞動衛(wèi)生通訊;1983年01期

9 梁伯潤;;熱致性羥丙基纖維素液晶的超分子結(jié)構(gòu)[J];中國紡織大學(xué)學(xué)報;1990年03期

10 周成飛;醫(yī)用超分子材料[J];現(xiàn)代化工;1992年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蘇成勇;;金屬-有機(jī)超分子與環(huán)境能源材料[A];2012年中西部地區(qū)無機(jī)化學(xué)化工學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2012年

2 蘇成勇;;金屬-有機(jī)超分子結(jié)構(gòu)、組裝與應(yīng)用[A];第六屆全國物理無機(jī)化學(xué)會議論文摘要集[C];2012年

3 蘇成勇;;金屬-有機(jī)超分子材料與能源環(huán)境[A];第十二屆固態(tài)化學(xué)與無機(jī)合成學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2012年

4 ;超分子結(jié)構(gòu)與材料國家重點實驗室[A];中國化學(xué)會第十四屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集-第6分會：膠體與界面化學(xué)技術(shù)、應(yīng)用與產(chǎn)品[C];2013年

5 ;超分子結(jié)構(gòu)與材料國家重點實驗室[A];中國化學(xué)會第十四屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集-第4分會：膠體分散與多組分體系[C];2013年

6 王憲龍;梁昌萍;周成合;;磺胺雙三唑新化合物的設(shè)計合成及其銀超分子抗菌藥物研究[A];大環(huán)化學(xué)和超分子化學(xué)的新發(fā)展——當(dāng)前學(xué)科交叉的一個重要橋梁——中國化學(xué)會全國第十五屆大環(huán)化學(xué)暨第七屆超分子化學(xué)學(xué)術(shù)討論會論文摘要集[C];2010年

7 張鋒;陳慧蘭;;芳香碘基在新型配位超分子構(gòu)筑中的應(yīng)用[A];大環(huán)化學(xué)和超分子化學(xué)研究進(jìn)展——中國化學(xué)會全國第十二屆大環(huán)第四屆超分子化學(xué)學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2004年

8 ;超分子結(jié)構(gòu)與材料國家重點實驗室[A];中國化學(xué)會第十四屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集-大會報告[C];2013年

9 孫炎;王宏;方銘清;肖蕭;楊亞江;;圓二色譜研究具有手性結(jié)構(gòu)的超分子凝膠的相轉(zhuǎn)變行為[A];2010年兩岸三地高分子液晶態(tài)與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)研討會（暨第十一次全國高分子液晶態(tài)與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)論文報告會）會議論文集[C];2010年

10 崔艷杰;劉麗;孟河;龐文琴;;一個新穎的具有超分子結(jié)構(gòu)的有機(jī)無機(jī)雜化化合物的水熱合成與表征[A];大環(huán)化學(xué)和超分子化學(xué)研究進(jìn)展——中國化學(xué)會全國第十二屆大環(huán)第四屆超分子化學(xué)學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 超艾;超分子結(jié)構(gòu)與材料國家重點實驗室通過論證[N];中國質(zhì)量報;2007年

2 記者：游雪晴　實習(xí)生：姜靖;超分子：探索在化學(xué)學(xué)科前沿陣地[N];科技日報;2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬新賢;苯并咪唑類衍生物超分子凝膠的制備及其發(fā)光性能研究[D];蘭州大學(xué);2015年

2 李亞男;芳香磺酸有機(jī)超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計合成與性能研究[D];黑龍江大學(xué);2015年

3 閆毅;多金屬氧簇超分子復(fù)合物動態(tài)自組裝研究[D];吉林大學(xué);2011年

4 任玲玲;超分子結(jié)構(gòu)層柱型固定化青霉素�；傅牟鍖咏M裝[D];北京化工大學(xué);2001年

5 馬棟;功能化超分子水凝膠的研究[D];中山大學(xué);2010年

6 王瑩琳;多金屬氧簇超分子復(fù)合物：凝膠及磁共振成像造影劑研究[D];吉林大學(xué);2011年

7 樓興隆;超分子納米載體的制備、表征及性能研究[D];天津大學(xué);2010年

8 劉清濤;兩親性超分子復(fù)合物聚集結(jié)構(gòu)與形態(tài)研究[D];吉林大學(xué);2007年

9 紀(jì)明陽;基于超分子復(fù)合物的功能性聚合物復(fù)合膜[D];吉林大學(xué);2015年

10 單尚;苯腙類化合物的合成、表征及超分子結(jié)構(gòu)研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 連潔;加壓熱水中廢紙纖維超分子結(jié)構(gòu)對其制取5-羥甲基糠醛影響的研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 郭偉瑩;基于手性配體與含氮輔助配體配合物的合成、晶體結(jié)構(gòu)及熒光性能的研究[D];河北師范大學(xué);2015年

3 馬叢;啞鈴型和V型剛—柔分子自組裝及超分子手性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

4 徐丞龍;多配位三聯(lián)吡啶配體與Fe~(2+)自組裝成超分子的核磁共振研究[D];蘇州大學(xué);2015年

5 向菲菲;表面化學(xué)反應(yīng)誘導(dǎo)的超分子結(jié)構(gòu)研究[D];南昌大學(xué);2015年

6 王寧;苯并三氮唑/β-環(huán)糊精系超分子緩蝕劑的制備及其對銅的緩蝕性能研究[D];北京化工大學(xué);2015年

7 郭晉升;插層結(jié)構(gòu)紫外阻隔材料的限域組裝及其超分子作用研究[D];北京化工大學(xué);2015年

8 劉苗青;杯形大環(huán)分子的合成及其性能研究[D];杭州師范大學(xué);2015年

9 張衛(wèi)平;超分子凝膠誘導(dǎo)熒光增強(qiáng)的研究[D];華中科技大學(xué);2008年

10 陳洪煒;含碘及相關(guān)配位超分子的設(shè)計合成與結(jié)構(gòu)研究[D];遼寧大學(xué);2011年

，

本文編號：565561