缩氨脲基和苄连氮基杯[4]芳烃衍生物的合成与配合性能研究

摘要

杯芳烃是一类由多个苯酚单元通过亚甲基连接而构成的环状低聚物，被誉为继冠醚和环糊精之后的“第三代超分子主体分子”。杯芳烃易于大量制备，具有独特的三维空腔结构、能包合识别离子和分子客体等特点，近年来在主客体化学领域引起了人们的广泛关注。另外，由于杯芳烃母体的上下缘易于进行多种化学修饰，常被用来作为构筑特定超分子体系的有效分子平台。含杂原子基团修饰的杯芳烃或双杯芳烃衍生物对过渡金属和重金属离子有较好的配合识别能力，并具有独特的光谱特性，在化学分析、离子传感器等领域有着广阔的应用前景。为此，本文设计并合成了多种含氮杂杯[4]芳烃和双杯[4]芳烃衍生物，并研究了它们的客体识别性能和UV光谱性能。 首先，本论文合成了含有席夫碱基和硫脲基的杯[4]芳烃衍生物，并测定了它们对金属阳离子、氨基酸的两相萃取性能，新化合物表现出对软金属离子较好的选择性萃取能力。其次，控制反应条件下，合成并纯化分离了杯[4]单醛衍生物和杯[4]二醛衍生物，然后分别与水合肼发生“2+1”和“2+2”缩合反应制得了两种含有苄连氮单元桥联的双杯[4]芳烃衍生物并研究了双杯[4】芳烃衍生物配合金属离子前后的紫外光谱变化，发现加入软金属离予配合后使双杯[4]芳烃的最大吸收波长发生了不同程度的红移。另外，从杯[4]二醛为原料出发，与水杨醛腙反应制得含苄连氮单元的树枝状杯[4]芳烃衍生物。测定了它们的阳离子萃取性能。最后，本文还设计合成了在杯芳烃的下缘连有双缩氨脲基的分子内桥联新型杯[4]芳烃衍生物，发现这种新主体分子对金属离子和氨基酸均有较好的萃取能力，与精氨酸形成1:1的配合物。

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摘要

中文文摘

第1章绪论

1.1超分子化学概述

1.2杯芳烃化学

1.2.1杯芳烃的命名与结构特点

1.2.2杯芳烃的构象特征

1.2.3杯芳烃的合成

1.2.4杯芳烃衍生化修饰

1.3含席夫碱杯芳烃衍生物

1.3.1开链型杯芳烃席夫碱衍生物

1.3.2分子内桥联型杯芳烃席夫碱衍生物

1.3.3席夫碱桥联双杯芳烃衍生物

1.4杯芳烃的功能及其应用

1.4.1杯芳烃的分子和离子识别

1.4.2杯芳烃分子组装和分子开关

1.4.3杯芳烃为受体的分子催化性能

1.4.4其他方面的应用

1.5本论文工作的选题意义及研究内容

第2章杯[4]芳烃硫脲基席夫碱衍生物的合成与萃取性能研究

2.1 前言

2.1.1对乙氧基苯甲醛1的合成(见Scheme 2-1)

2.1.2对甲苯磺酸酯基乙氧基对苯甲醛2的合成(见Scheme 2-2)

2.1.3杯[4]芳烃二醛基衍生物3的合成(见Scheme 2-3)

2.1.4 4-苯基氨基硫脲4的合成(见Scheme 2-4)

2.1.5杯[4]芳烃硫脲基席夫碱衍生物5的合成(见Scheme 2-5)

2.2实验部分

2.2.1主要测试仪器

2.2.2主要化学试剂的制备与纯化

2.2.3合成

2.2.4新型杯[4]芳烃硫脲基席夫碱衍生物的两相萃取实验

2.3结果与讨论

2.3.1新型主体分子的设计、合成与表征

2.3.2杯[4]芳烃硫脲基席夫碱衍生物5对金属离子的萃取性能

2.3.3杯[4]芳烃硫脲基席夫碱衍生物5对氨基酸的萃取性能

2.4 结论

第3章苄连氮单元桥联杯[4]芳烃、双杯[4]芳烃衍生物合成与配合性能研究

3.1 前言

3.2实验部分

3.2.1主要测试仪器

3.2.2主要化学试剂的制备与纯化

3.2.3合成

3.2.4新型杯芳烃衍生物对金属离子的萃取及配合光谱实验

3.3结果与讨论

3.3.1新化合物的设计、合成及表征

3.3.2新化合物对金属离子的配合性能

3.4 结论

第4章新型双缩氨脲基桥联杯[4]芳烃衍生物的合成及性能研究

4.1 前言

4.2实验部分

4.2.1主要测试仪器

4.2.2主要化学试剂的制备与纯化

4.2.3合成

4.2.4新化合物3的萃取及配合光谱实验

4.3结果与讨论

4.3.1目标化合物的设计、合成与表征

4.3.2新化合物3对金属离子的萃取性能

4.3.3新化合物3对氨基酸的配合性能

4.4 结论

结论

参考文献

攻读学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

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