反式六元瓜环的合成、分离及超分子自组装

摘要

自20世纪80年代超分子化学概念提出以来，经过三十余年的发展，该领域的发展非常的迅速。随着瓜环化学的研究不断深入，更加促进了超分子化学的发展，特别是新型和改性瓜环不断的被报道，加速了瓜环超分子自组装的研究。近十年来，瓜环化学在分子自组装、分子器件、生物化学和药物化学等方面的研究，已成为热点和焦点。
　　2005年，Issacs等第一次报道了反式六元瓜环（iQ[6]），但国内外基于iQ[6]的研究仍很少，特别是除了iQ[6]的理论计算研究之外更为鲜见。这主要是由于iQ[6]是一个热力学中间产物，不够稳定，再加上Issacs的方法较为复杂且产率较低，以致很难获得较为纯净的iQ[6]。本论文着力于探索一种比较简便、经济、高效合成分离iQ[6]的方法，进而对iQ[6]进行超分子自组装研究。
　　首先，使用常规“一锅煮”的合成方法得到瓜环的混合物；再采用分步结晶的方法，分离得到iQ[6]和Q[6]的混合物；利用iQ[6]与Q[6]外壁带电性的差异，通过Dowex50W2-400(H)阳离子交换树脂柱分离得到iQ[6]。在四氯锌酸根（[ZnCl4]2）的诱导下，进行碱土金属与iQ[6]的超分子自组装研究。X-射线单晶衍射研究结果表明：Ca2+、Sr2+能与iQ[6]形成一维的配位聚合物（由于Mg2+的离子半径较小，未能与iQ[6]的端口配位，而Ba2+的作用过于迅速未能获得单晶结构）。在四氯锌酸根（[ZnCl4]2）的诱导下，进行镧系稀土金属与iQ[6]的超分子自组装研究。La3+和 Ce3+很快形成白色沉淀； Sm3+和Eu3+保持溶液状态；Pr3+、Nd3+、Gd3+~Lu3+形成四种不同空间群的异质同晶群。X-射线单晶衍射研究结果表明：iQ[6]表现出对镧系稀土金属的特异性选择识别，为iQ[6]应用于镧系稀土金属的分析提供有用信息。另外，通过1H NMR探讨了溶液状态下的iQ[6]对镧系稀土金属的特异性选择识别，佐证了上述研究结果。在四氯锌酸根（[ZnCl4]2）的诱导下，还进行了有机二胺分子（对苯二胺和己二胺）与iQ[6]的超分子自组装研究。X-射线单晶衍射研究结果表明：对苯二胺与iQ[6]有空腔作用和端口作用两种作用模式，己二胺与iQ[6]是空腔包结作用。并且用1H NMR技术进行了验证，这两种客体的主要作用模式都是瓜环空腔的包结作用。

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第一章 前言

1.1 瓜环化学的发展历史

1.2 立题背景、依据及意义

1.3 本文工作

第二章 反式六元瓜环的合成及分离

2.1实验试剂和仪器

2.2 瓜环的合成

2.3 iQ[6]的分离

2.4 iQ[6]的性质

2.5 本章小结

第三章 反式六元瓜环的超分子自组装

3.1 iQ[6]与碱土金属的配位

3.2 iQ[6]与镧系稀土金属的配位

3.3 iQ[6]与客体有机分子的自组装

3.4 本章小结

第四章 结论

一、优化iQ[6]的合成方法。

二、提高iQ[6]的分离效率。

三、iQ[6]与碱土金属、镧系稀土金属及有机二胺分子的超分子自组装考察。

致谢

参考文献

附录