金属络合物与有机碱的电喷雾质谱研究

摘要

电喷雾电离(ESI)是一种新发展起来的软电离技术，能够检测热不稳定、难挥发性的物质，广泛应用于生物大分子、聚合物、无机物和有机金属络合物。电喷雾质谱(ESI-MS)因其具有可以维持相对较弱的共价键或非共价键的电离特性而备受科学家们的青睐，并能够快速地检测瞬态离子物种，这为研究有机反应的活性中间体提供了可能。在捕捉表征有机反应中间体的过程中，ESI-MS方法检测到的离子的质/荷比及其同位素分布为中间体的结构和表征提供依据，从而为有机反应机理的研究开辟了一条新的研究途径。基于以上几点，我们将电喷雾串联质谱应用到金属络合物与有机碱的配位研究及跟踪金属络合物与有机碱的二元催化体系催化二氧化碳与环氧丙烷聚合反应，以探究聚合反应机理。 通过电喷雾质谱研究发现，SalenCr(III)X络合物和SalanCr(III)X络合物(还原四齿希夫碱配体上的C=N双键，取而代之以N,N'-二取代基C-N饱和键的配体称为Salan型配体)与有机碱DMAP配位方式不同。随DMAP比例的增加，SalenCrX与DMAP配位方式主要是以双配位的形式存在；而对于SalanCrX络合物，随有机碱比例的增加，检测到以单配位络合物为主，研究发现该单配位络合物相对不稳定。采用电喷雾质谱跟踪两种二元催化体系催化二氧化碳与环氧丙烷的聚合反应，结果表明由于两种催化剂在配位方式上的不同，导致了二氧化碳与环氧丙烷共聚反应的催化活性和链增长速率有着明显的差异。当加入l倍当量的DMAP时，SalanCrX催化体系的催化活性是SalenCrX的30多倍。对SalenCrX和SalanCrX与有机碱的配位方式及催化反应的研究，为SalanCrX/DMAP催化二氧化碳与环氧丙烷共聚的可能反应机理的提出提供了证据。 此外，采用电喷雾串联质谱研究了SalenMX(M=AI，Mn，Cr,Co)与有机碱配位的稳定性和选择性。研究发现金属铝和锰络合物容易与有机碱形成单配位，金属铬、钴络合物容易与有机碱形成双配位络合物。金属络合物与有机碱之间的配位稳定性与中心金属离子的酸性及有机碱的亲核性密切相关，金属离子的路易斯酸性越强，有机碱的亲核性越强，其配位就越稳定；而与金属络合物的骨架关系不是很明显。一定程度上不同金属配合物的稳定性可以反映出金属离子的路易斯酸性。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1质谱技术概论

1.1.1质谱技术的产生与发展

1.1.2质谱仪的组成

1.2电喷雾电离技术

1.2.1电喷雾电离技术的发展简介

1.2.2电喷雾电离的机理

1.3碰撞诱导解离(collision-induced dissociation,CID)

1.4电喷雾电离技术的应用

1.4.1分子量的测定

1.4.2结构分析和裂解规律研究

1.4.3有机化学反应的研究

1.4.4分子间非共价相互作用的研究

1.5 SalenCrX催化CO2与环氧烷烃共聚反应研究

1.6选题依据及论文构思

2金属铬络合物与有机碱的电喷雾质谱研究

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1原料与试剂

2.2.2实验仪器及条件

2.2.3金属铬络合物的合成

2.2.4 CO2与环氧烷烃的聚合反应

2.2.5电喷雾质谱跟踪实验

2.2.6质谱实验及碰撞解离实验

2.3结果与讨论

2.3.1 1a、1b与有机碱N-MeIm的配位方式研究

2.3.2金属铬络合物与DMAP配位方式的研究

2.3.3铬络合物-有机碱配离子的碰撞解离研究

2.3.4电喷雾质谱跟踪聚合反应的研究

2.3.5聚合反应机理的提出

2.4结论

3金属络合物-有机碱配位离子相对稳定性的串联质谱研究

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1样品及试剂

3.2.2仪器及实验条件

3.2.2催化剂的合成

3.3结果与讨论

3.3.1不同金属络合物与有机碱配位的稳定性研究

3.3.2不同骨架的SalenCrCl络合物与N-MeIm配位的稳定性研究

3.3.3铬络合物与不同有机碱配位的稳定性研究

3.4结论

结 论

参考文献

附录A 典型化合物的核磁、高分辨质谱图

附录B 缩写词

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢