含苯硫脲衍生物的包合物的合成与单晶结构测定

摘要

氢键是一种广泛存在的分子间相互作用力，在超分子化学、分子识别和晶体工程领域中占有很重要的地位。在有机晶体中，存在大量常规的氢键如O-H…O，N-H…O和弱氢键如C-H…O，C-H…N。在晶格包合物中，大多数的主体都是基于氢键相互作用组装起来的。硫脲分子由于其独特的构型，且同时具有氢键给体和受体，故成为了很好的主体分子。本论文在设计与合成新型苯硫脲衍生物的晶格包合物方面进行了探索研究，我们合成了一系列的双取代苯硫脲衍生物并使用溶液结晶法合成了12个以苯硫脲衍生物作为主体的晶格包合物，通过X射线单晶衍射来测定和分析其结构。表明苯硫脲衍生物同样是很好的主体分子，而且被包合的客体季胺盐阳离子的大小及形状变化对主体品格的形成有很大的影响，对新型包合物的设计和合成具有一定的参考价值。
　　 本论文第一章为引言部分，介绍了超分子化学、晶体工程、氢键、硫脲及其衍生物的包合物的化学等一些相关知识和本论文的选题依据。第二章以双取代羧基苯硫脲衍生物为主体组件，选用不同的客体季胺盐阳离子，合成了九个包合物：[(n-Pr)4N]+(3,3'-HOOCC6H4NHCSNHC6H4COO-)(1)[(n-Bu)4N]+(3,3'-HOOCC6H4NHCSNHC6H4COO-)(2)[(n-Bu)3EtN]+(3,3'-HOOCC6H4NHCSNHC6H4COO-)(3)[(n-Bu)Et3N]+(3,3'-HOOCC6H4NHCSNHC6H4COO-)·H2O(4)[(n-Pr)3EtN]+(3,3'-HOOCC6H4NHCSNHC6H4COO-)·H2O(5)Et4N+(4,4'-HOOCC6H4NHCSNHC6H4COO-)(6)[(n-Bu)Et3N]+(4，4'-HOOCC6H4NHCSNHC6H4COO-)(7)[(n-Pr)4N]+(4,4'-HOOCC6H4NHCSNHC6H4COO-)·2H2O(8)[(n-Pr)3EtN]+(4，4'-HOOCC6H4NHCSNHC6H4COO-)·2H2O(9)
　　 其中1～3结构相同，均属于P212121空间群，主体结构均是由3,3'-HOOCC6H4NHCSNHC6H4COO-离子自组装形成的管道堆积结构。包合物4、5均属于P21/c空间群，主体组件由3，3'-HOOCC6H4NHCSNHC6H4COO-离子和一个水分子构成，主体与客体的堆积方式为“三明治”式的层状结构。包合物6属于Pbca空间群，主体构型是近似于菱形的管道结构。包合物7结晶于单斜晶系，P21/c空间群，主体结构是由4，4'-HOOCC6H4NHCSNHC6H4COO-离子自组装形成的六边形管道结构。包合物8、9均属于P21/c空间群，主体组件由4,4'-HOOCC6H4NHCSNHC6H4COO-离子和两个水分子构成，主体与客体的堆积方式为矩形管道结构。
　　 第三章以双取代羟基苯硫脲衍生物与二元羧酸共同作为主体组件，选用不同的客体季胺盐阳离子，合成了三个包合物：2[(n-Pr)4N]+(-OOCCOO-)·2(3,3'-HOC6H4NHCSNHC6H4OH)(10)2[(n-Bu)4N]+(-OOCCOO-)·2(3,3'-HOC64NHCSNHC6H4OH)·4H2O(11)[Et3N(CH2)4NEt3]2+(-OOCCOO-)·2(3,3'-HOC6H4NHCSNHC6H4OH)·EtOH(12)包合物10属于P21/c空间群，主体组件为3,3'-HOC6H4NHCSNHC6H4OH和草酸阴根离子构成，其中草酸根阴离子位于对称中心处，主体构型是近似于矩形的管道结构。包合物11同样属于P21/c空间群，主体组件为3,3'-HOC6H4NHCSNHC6H4OH、草酸阴根离子和两个水分子构成，其中草酸根阴离子位于对称中心处，其主体结构呈链状，链与链之间相互独立并通过与客体阳离子之间的弱氢键相互作用堆积在一起。包合物12结晶于正交晶系，Pna21空间群，主体组件由两个3,3'-HOC6H4NHCSNHC6H4OH，一个[Et3N(CH2)4NEt3]2+阳离子，一个草酸阴离子和一个乙醇分子组成，主客体之间的堆积方式为近似于正方形的管道结构。在所有合成的包合物中，主体网络都是通过强氢键作用形成的，主体与客体之间通过C-H…O弱氢键相互作用堆积在一起。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引言

1.1超分子化学与晶体工程

1.2氢键

1.3包合物化学

1.4硫脲及其衍生物的包合物化学

1.5选题依据

第2章以双取代羧基苯硫脲为主体构件的系列包合物的合成与结构测定

2.1实验部分

2.2晶体结构描述

2.3结果与讨论

第3章以双取代羟基苯硫脲为主体构件的系列包合物的合成与结构测定

3.1实验部分

3.2晶体结构描述

3.3结果与讨论

第4章总结和展望

参考文献

致谢

附录