吡啶类—羧酸类二元有机共晶的制备和表征

摘要

自氢键被人们发现以来,氢键因其在各种非共价作用中具有高度的定向性、多样的形成形式、动力学可逆性以及超分子自组装和分子识别的优点，在超分子化学、功能材料、生命医学、通信工程等科技领域有着广泛的应用。氢键的研究对人类文明的进步和科学的发展具有重要的作用。同时，作为可设计的药物固体形态——药物共晶，因其种类多、适用范围广近年来成为一个热点问题。而吡啶类化合物由于具有较高的生物活性、低毒性和高选择性，使得对这类化合物的研究日臻火热，成为药物化学中人们关注的重点。
　　本文以联吡啶类化合物和有机羧酸分子为主要合成子，利用挥发法和溶剂热法，通过改变不同取代基和不同配体设计并合成了一系列有机二元共晶化合物，测试了单晶的结构和性质，探讨了不同取代基对氢键的影响。具体内容如下:
　　1.成功制备出了十一种有机二元共晶化合物，考察了各种官能团（羟基、氨基、硝基、磺酸基、甲基等）和不同位置（临、间、对位结构)以及卤素原子对共晶形成的影响。
　　2.利用x-射线单晶衍射技术确定了所得晶体的结构。我们发现，这些共晶分子的主要氢键由经典的强O-H…N、N-H…O和O-H…O氢键构成。这些氢键对构筑新型超分子氢键网络起到了关键性的作用，并初步探讨了其对共晶结构的影响。
　　3.利用熔点的变化简要测试不同的配体对形成共晶熔点的影响。利用红外光谱考察吡啶氮原子和羧酸发生了作用的可能性，初步确定了共晶可能的结构及氢键形成的方式。
　　4.选取4种共晶为研究对象，利用B3LYP或WB97XD方法，在6-311++G(d，p)水平上对其进行几何构型优化;采用分子中的原子理论(AIM)等方法对分子间弱相互作用的性质及其本质进行了初步地研究。合成子构型间的差异说明了氢键在单晶结构的稳定构型中起到的作用。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 氢键的重要性

1．1．1 氢键的定义

1．1．2 氢键的性质

1．1．3 氢键的特征

1．1．4 氢键的研究方法

1．2 药物共晶的应用

1．2．1 改变熔点

1．2．2 提高溶解度

1．2．3 提高药物的稳定性

1．3 吡啶化合物在农药和医学上的应用

1．4 本论文的研究意义、研究内容

1．4．1 研究背景

1．4．2 研究意义

1．4．3 研究内容

第二章 烟酰胺-羧酸类共晶的制备与表征

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 主要仪器与试剂

2．2．2 烟酰胺-羧酸类二元共晶的合成

2．2．3 烟酰胺-羧酸类单晶结构的测定

2．3 结果讨论

2．3．1 烟酰胺-羧酸类共晶的红外光谱分析

2．3．2 烟酰胺-羧酸类单晶的结构解析

2．3．3 烟酰胺-羧酸类共晶的熔点

2．4 小结

第三章 4，4’-三亚甲基二吡啶-羧酸类共晶的制备与表征

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 主要仪器与试剂

3．2．2 bpp-羧酸类二元共晶的合成

3．2．3 bpp-羧酸类单晶的结构测定

3．3 结果讨论

3．3．1 bpp-羧酸类共晶的红外光谱分析

3．3．2 bpp-羧酸类单晶的结构

3．3．3 bpp-羧酸类共晶的熔点

3．4 小结

第四章 1，2-二(4-吡啶基)乙烯-羧酸类共晶的制备和表征

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 主要仪器与试剂

4．2．2 bpe-羧酸类二元共晶的合成

4．2．3 bpe-羧酸类单晶的结构测定

4．3 结果讨论

4．3．1 bpe-羧酸类共晶的红外光谱分析

4．3．2 bpe-羧酸类单晶的结构解析

4．3．3 bpe-羧酸类共晶的熔点

4．4 小结

第五章 吡啶-有机羧酸类共晶结构的量子化学研究

5．1 计算部分

5．2 结果与讨论

5．2．1 烟酰胺-间氯苯甲酸共晶分子的几何构型和电子密度分析

5．2．2 bpp-间(对)硝基苯甲酸共晶分子的几何构型和电子密度分析

5．2．3 bpe-对氨基苯甲酸共晶分子的几何构型和电子密度分析

5．3 小结

第六章 总结和展望

致谢

参考文献

附录

声明