具有咪唑或酰胺橋連的萘管的合成及超分子化學(xué)
發(fā)布時(shí)間:2021-07-04 10:56
分子識(shí)別是許多生物現(xiàn)象和超分子化學(xué)的基礎(chǔ),在過(guò)去幾十年里,分子識(shí)別取得了巨大的成就。許多具有獨(dú)特識(shí)別性能的合成受體已被報(bào)道,這不但有助于我們理解分子識(shí)別,而且這些合成受體已在傳感、組裝和催化等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而,我們?nèi)匀恍枰_(kāi)發(fā)新的具有特殊性能的合成受體來(lái)解決實(shí)際生活中的水污染、空氣污染、化工原料的回收利用等問(wèn)題。本論文合成了兩種新型超分子主體—咪唑橋連萘管和酰胺橋連萘管,并對(duì)他們的應(yīng)用展開(kāi)了研究。全文共分為三個(gè)章節(jié):第一章為緒論,主要介紹近年來(lái)能夠識(shí)別芳香環(huán)的超分子主體的研究進(jìn)展;第二、三章為本文的主要研究?jī)?nèi)容。具體內(nèi)容如下:1.咪唑陽(yáng)離子橋連的萘管的合成及應(yīng)用本章合成了咪唑陽(yáng)離子橋連的萘管,并研究了陰離子分別為BAr Fˉ和PF6ˉ的兩對(duì)咪唑陽(yáng)離子橋連的萘管對(duì)芳香客體如萘、蒽、菲、芘等的結(jié)合過(guò)程中的溶劑效應(yīng)。通過(guò)核磁和質(zhì)譜確定了萘管的形成,二維核磁確定了萘管各個(gè)編號(hào)質(zhì)子峰的化學(xué)位移值,單晶結(jié)構(gòu)確定了萘管的絕對(duì)構(gòu)型。在不同極性的溶劑如氘代二氯甲烷、氘代乙腈、氘代二甲基亞砜等中通過(guò)核磁滴定的方式測(cè)定各個(gè)主體與客體的鍵合常數(shù),結(jié)果顯示出一個(gè)反,F(xiàn)象:在極性大的溶劑中主客體鍵合常數(shù)反而...
【文章來(lái)源】:廣西師范大學(xué)廣西壯族自治區(qū)
【文章頁(yè)數(shù)】:124 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
萘管結(jié)構(gòu)及其示意圖
廣西師范大學(xué)碩士學(xué)位論文18圖2.1咪唑橋連萘修飾分子管的兩個(gè)同分異構(gòu)體(a)1a和(b)1b的部分1HNMR譜圖.Figure2.1Partial1HNMRspectra(400MHz,CD3CN,298K)ofthetwoisomersofimidazolenaphthotubes(a)1aand(b)1b.圖2.2從(a)乙醚(b)二氯甲烷中得到的咪唑橋連萘修飾分子管1b的晶體結(jié)構(gòu).Figure2.2X-raysinglecrystalstructuresof1bobtainedfromitssolutionin(a)diethyletheror(b)CH2Cl2.Thesolventmoleculesinthecrystalstructuresareremovedforviewingclarity.第五節(jié)咪唑橋連萘管與芳香客體的絡(luò)合比通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們證實(shí)了咪唑橋連萘管能夠與一系列芳香客體(B5-B10)(Scheme2.1)結(jié)合。首先,通過(guò)核磁數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)1b與客體B9(芘)的絡(luò)合物與游離的主體和客體相比,質(zhì)子信號(hào)發(fā)生了明顯的位移(Figure2.3)?腕wB9的質(zhì)子信號(hào)以及1b的9號(hào)和10號(hào)位的質(zhì)子信號(hào)均向高場(chǎng)移動(dòng)。這些信息表明,芘位于主體1b的空腔內(nèi)部,客體的質(zhì)子與主體咪唑上的質(zhì)子產(chǎn)生相互屏蔽作用,導(dǎo)致相對(duì)應(yīng)的峰產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的位移現(xiàn)象。在其他的主客體絡(luò)合物中也觀察到類(lèi)似的現(xiàn)象(見(jiàn)附錄F25-F53)。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明萘管能夠很好的與芳香客體結(jié)合形成絡(luò)合物。
廣西師范大學(xué)碩士學(xué)位論文25圖2.10(a)CD2Cl2(b)CD3CN中主客體結(jié)合的卡通圖.Figure2.10Cartoonrepresentationsoftheequilibriainvolvinghost-guestbindingandionpairingin(a)CD2Cl2or(b)CD3CN.為了進(jìn)一步證實(shí)上述結(jié)論,我們進(jìn)行了一些控制實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)附錄4)。選取體積比為1:1的CD3CN和CD2Cl2的混合溶劑所測(cè)得的鍵合常數(shù)(對(duì)于1b和B8,Ka=126±5M-1;對(duì)于1b和B9,Ka=55±2M-1)介于從CD3CN(對(duì)于1b和B8,Ka=1403±47M-1;對(duì)于1b和B9,Ka=587±33M-1)和CD2Cl2(對(duì)于1b和B8,Ka=40±3M-1;對(duì)于1b和11,Ka=18±3M-1)中所得值之間。但在極性更強(qiáng)的溶劑DMSO-d6中主客體鍵合常數(shù)降低(對(duì)于1b和B9,Ka=14±1M-1)。這是因?yàn)殡x子對(duì)在CD3CN中幾乎已經(jīng)完全解離,進(jìn)一步增加溶劑極性只會(huì)減弱主客體的結(jié)合能力。具有較小抗衡陰離子PF6-的咪唑橋連萘管2b體積比為1:1的CD3CN和CD2Cl2的混合溶劑中與1b表現(xiàn)出相似的主客體結(jié)合能力(對(duì)于B8,Ka=128±3M-1;對(duì)于B9,Ka=50±2M-1)。第七節(jié)晶體數(shù)據(jù)通過(guò)緩慢揮發(fā)溶劑的方法分別從二氯甲烷和乙醚溶液中得到1b的單晶,晶體數(shù)據(jù)的收集是在173(2)K條件下以銅靶(λ=1.54178)作為輻射靶從儀器BrukerD8VENTURE下得到的。數(shù)據(jù)分析參考文獻(xiàn)方法[14][15]。CrystalData:1bobtainedfromdichloromethane:CCDC:1945708.C137H100B2Cl2F48N4O8(M=2936.74g/mol):triclinic,spacegroupP-1(no.2),a=13.9528(5),b=15.9387(5),c=16.2647(6),α=75.310(2)°,β=84.666(2)°,γ=67.739(2)°,V=3238.1(2)3,Z=1,T=100.04K,μ(CuKα)=1.605mm-1,Dcalc=1.506g/cm3,45782reflectionsmeasured(5.618°≤2Θ≤120.414°),9579unique(Rint=0.0457,Rsigma=0.0355)whichwereusedinallcalcu
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]柱芳烴納客在吸附和分離中的應(yīng)用[J]. 周玉娟,揭克誠(chéng),李二銳,黃飛鶴. 中國(guó)科學(xué):化學(xué). 2019(06)
[2]部分水廠原水及出廠水中苯系物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J]. 劉翔宇,孫力平,陳旭,王辰妮. 中國(guó)給水排水. 2013(07)
[3]柱芳烴的合成及主客體化學(xué)研究進(jìn)展[J]. 王凱,楊英威,張曉安. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
[4]超分子主體化合物環(huán)糊精應(yīng)用于環(huán)境污染物分離分析的研究進(jìn)展[J]. 楊郁,郭良宏. 科學(xué)通報(bào). 2009(02)
[5]芳香族化合物生物降解的研究進(jìn)展[J]. 林穎,蔡容華. 福建輕紡. 2006(02)
[6]芳香族化合物生物降解的研究進(jìn)展[J]. 孫艷,錢(qián)世鈞. 生物工程進(jìn)展. 2001(01)
[7]高效吸附分離功能纖維及其應(yīng)用[J]. 陳水挾,曾漢民,陸耘. 材料科學(xué)與工程. 1999(03)
本文編號(hào):3264660
【文章來(lái)源】:廣西師范大學(xué)廣西壯族自治區(qū)
【文章頁(yè)數(shù)】:124 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
萘管結(jié)構(gòu)及其示意圖
廣西師范大學(xué)碩士學(xué)位論文18圖2.1咪唑橋連萘修飾分子管的兩個(gè)同分異構(gòu)體(a)1a和(b)1b的部分1HNMR譜圖.Figure2.1Partial1HNMRspectra(400MHz,CD3CN,298K)ofthetwoisomersofimidazolenaphthotubes(a)1aand(b)1b.圖2.2從(a)乙醚(b)二氯甲烷中得到的咪唑橋連萘修飾分子管1b的晶體結(jié)構(gòu).Figure2.2X-raysinglecrystalstructuresof1bobtainedfromitssolutionin(a)diethyletheror(b)CH2Cl2.Thesolventmoleculesinthecrystalstructuresareremovedforviewingclarity.第五節(jié)咪唑橋連萘管與芳香客體的絡(luò)合比通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們證實(shí)了咪唑橋連萘管能夠與一系列芳香客體(B5-B10)(Scheme2.1)結(jié)合。首先,通過(guò)核磁數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)1b與客體B9(芘)的絡(luò)合物與游離的主體和客體相比,質(zhì)子信號(hào)發(fā)生了明顯的位移(Figure2.3)?腕wB9的質(zhì)子信號(hào)以及1b的9號(hào)和10號(hào)位的質(zhì)子信號(hào)均向高場(chǎng)移動(dòng)。這些信息表明,芘位于主體1b的空腔內(nèi)部,客體的質(zhì)子與主體咪唑上的質(zhì)子產(chǎn)生相互屏蔽作用,導(dǎo)致相對(duì)應(yīng)的峰產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的位移現(xiàn)象。在其他的主客體絡(luò)合物中也觀察到類(lèi)似的現(xiàn)象(見(jiàn)附錄F25-F53)。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明萘管能夠很好的與芳香客體結(jié)合形成絡(luò)合物。
廣西師范大學(xué)碩士學(xué)位論文25圖2.10(a)CD2Cl2(b)CD3CN中主客體結(jié)合的卡通圖.Figure2.10Cartoonrepresentationsoftheequilibriainvolvinghost-guestbindingandionpairingin(a)CD2Cl2or(b)CD3CN.為了進(jìn)一步證實(shí)上述結(jié)論,我們進(jìn)行了一些控制實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)附錄4)。選取體積比為1:1的CD3CN和CD2Cl2的混合溶劑所測(cè)得的鍵合常數(shù)(對(duì)于1b和B8,Ka=126±5M-1;對(duì)于1b和B9,Ka=55±2M-1)介于從CD3CN(對(duì)于1b和B8,Ka=1403±47M-1;對(duì)于1b和B9,Ka=587±33M-1)和CD2Cl2(對(duì)于1b和B8,Ka=40±3M-1;對(duì)于1b和11,Ka=18±3M-1)中所得值之間。但在極性更強(qiáng)的溶劑DMSO-d6中主客體鍵合常數(shù)降低(對(duì)于1b和B9,Ka=14±1M-1)。這是因?yàn)殡x子對(duì)在CD3CN中幾乎已經(jīng)完全解離,進(jìn)一步增加溶劑極性只會(huì)減弱主客體的結(jié)合能力。具有較小抗衡陰離子PF6-的咪唑橋連萘管2b體積比為1:1的CD3CN和CD2Cl2的混合溶劑中與1b表現(xiàn)出相似的主客體結(jié)合能力(對(duì)于B8,Ka=128±3M-1;對(duì)于B9,Ka=50±2M-1)。第七節(jié)晶體數(shù)據(jù)通過(guò)緩慢揮發(fā)溶劑的方法分別從二氯甲烷和乙醚溶液中得到1b的單晶,晶體數(shù)據(jù)的收集是在173(2)K條件下以銅靶(λ=1.54178)作為輻射靶從儀器BrukerD8VENTURE下得到的。數(shù)據(jù)分析參考文獻(xiàn)方法[14][15]。CrystalData:1bobtainedfromdichloromethane:CCDC:1945708.C137H100B2Cl2F48N4O8(M=2936.74g/mol):triclinic,spacegroupP-1(no.2),a=13.9528(5),b=15.9387(5),c=16.2647(6),α=75.310(2)°,β=84.666(2)°,γ=67.739(2)°,V=3238.1(2)3,Z=1,T=100.04K,μ(CuKα)=1.605mm-1,Dcalc=1.506g/cm3,45782reflectionsmeasured(5.618°≤2Θ≤120.414°),9579unique(Rint=0.0457,Rsigma=0.0355)whichwereusedinallcalcu
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]柱芳烴納客在吸附和分離中的應(yīng)用[J]. 周玉娟,揭克誠(chéng),李二銳,黃飛鶴. 中國(guó)科學(xué):化學(xué). 2019(06)
[2]部分水廠原水及出廠水中苯系物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J]. 劉翔宇,孫力平,陳旭,王辰妮. 中國(guó)給水排水. 2013(07)
[3]柱芳烴的合成及主客體化學(xué)研究進(jìn)展[J]. 王凱,楊英威,張曉安. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
[4]超分子主體化合物環(huán)糊精應(yīng)用于環(huán)境污染物分離分析的研究進(jìn)展[J]. 楊郁,郭良宏. 科學(xué)通報(bào). 2009(02)
[5]芳香族化合物生物降解的研究進(jìn)展[J]. 林穎,蔡容華. 福建輕紡. 2006(02)
[6]芳香族化合物生物降解的研究進(jìn)展[J]. 孫艷,錢(qián)世鈞. 生物工程進(jìn)展. 2001(01)
[7]高效吸附分離功能纖維及其應(yīng)用[J]. 陳水挾,曾漢民,陸耘. 材料科學(xué)與工程. 1999(03)
本文編號(hào):3264660
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