萘型表面活性剂与葫芦脲主客体分子间相互作用研究

摘要

超分子化学(主客体化学)是当今化学领域研究新的发展方向之一,其中主体对客体的分子识别与包络和分子间的弱相互作用是主客体化学研究的核心内容。近年来,葫芦脲逐渐成为主客体化学的重点研究对象。表面活性剂分子是具有一端亲水、一端疏水的结构特性,其疏水链可通过疏水作用进入主体化合物的空腔形成一类重要的主客体包络物,因此表面活性剂成为很重要的客体分子。研究葫芦脲与新型表面活性剂分子的包络与识别,不仅有助于揭示体系中弱相互作用(非共价键作用)的基本特征及主客体作用的机理,而且为设计或构筑功能化的“超分子”奠定基础。本论文作为国家自然科学基金项目(20963007)的一部分,其主要内容如下:
　　 第一章简要介绍葫芦脲与表面活性剂的结构、性质以及主客体分子包络与识别的研究方法和进展,计算机模拟理论计算的研究方法和进展。
　　 第二章萘型阳离子表面活性剂的合成及表征。根据主客体相互作用的特点,设计合成了一系列三种萘型表面活性剂,分别为4-(1-萘氧基-5-辛氧基)丁基三甲基溴化铵、4-(1-萘氧基-5-癸氧基)丁基三甲基溴化铵和4-(1-萘氧基-5-十二烷氧基)丁基三甲基溴化铵。
　　 第三章通过紫外光谱、荧光光谱以及理论计算研究了葫芦脲[6]与萘型阳离子表面活性剂的主客体包络行为,结果表明:葫芦脲[6]与萘型阳离子表面活性剂可以发生包络作用而形成包络物,摩尔比为1:1,而且通过作图计算得到了包络物稳定常数(≥105),表明包络物很稳定。随着萘型阳离子表面活性剂疏水链长的增长,其包络常数略微减小,葫芦脲[6]与萘型阳离子表面活性剂分子的包络常数达到105,显示了较强的包络能力,疏水相互作用应该是主客体包络行为的主要驱动力。
　　 第四章通过紫外光谱、荧光光谱以及理论计算研究了葫芦脲[7]与萘型阳离子表面活性剂的主客体包络行为,结果表明:葫芦脲[7]与萘型阳离子表面活性剂可以发生包络作用而形成包络物,摩尔比为1:1,而且通过作图计算得到了包络物稳定常数(≥106),表明包络物很稳定。随着萘型阳离子表面活性剂疏水链长的增长,其包络常数变化不大,葫芦脲[7]与萘型阳离子表面活性剂分子的包络常数达到106,显示了更强的包络能力。
　　 第五章通过紫外光谱、荧光光谱以及理论计算研究了葫芦脲[8]与萘型阳离子表面活性剂的主客体包络行为,结果表明:葫芦脲[8]与萘型阳离子表面活性剂可以发生包络作用而形成包络物,摩尔比为1:1,而且通过作图计算得到了包络物稳定常数(≥107),表明包络物很稳定。随着萘型阳离子表面活性剂疏水链长的增长,其包络常数也变化不大,葫芦脲[8]与萘型阳离子表面活性剂分子的包络常数达到107,显示了更强的包络能力。
　　 第六章对本文进行了总结和展望。