β-环糊精包合物的合成,晶体结构及量子化学研究

摘要

作为一种简单的有机大分子,环糊精具有与范围极其广泛的各类客体分子(有机分子 ,无机离子,配合物,甚至惰性气体)通过分子间的相互作用形成主-客体包合物(即超 分子).这种相互作用称为非共价键力(又称弱相互作用),包括范德华力,氢键,静电相互作用,疏水相互作用等.由于这种超分子的结合方式广泛的存在于生物体系中,所以理解和研究弱相互作用的本质,对于解释和利用一些生命现象,会起到积极的作用.该论文主要包括以下几个方面:合成了并表征了一系列β-环糊精与芳香族小分子衍生物的包合物,并 且培养了其中β-环糊精与对苯二酚及β-环糊精与吡啶的单晶,采用X-射线衍射法对其空间结构进行了解析.用两种构象搜寻的方法(分子力学和分子动力学),分别确定了β-CD与 吡啶及β-CD与对苯二酚包合物的最低能量构象,并分别与其晶体生物家作了比较.说明应 用分子力学和分子动力学相结合的方法,能够较准确的预测主客体分子的构型构象.首次运用密度泛函理论对第三章实测的β-CD-吡啶和β-CD-对苯二酚-4H<,2>O两体系进行量子化学研究.研究结果表明,碳氢化合物具有大量的O-H授体和O接受体,所以会形成密集的O-H…O-H…O氢键.这是亲水性分子包入环糊代腔或其他具有疏水性空腔的分子中典型的情况.为 了包合物能稳定存在,客体分子只可能与主体分子形成弱氢键.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论——蓬勃发展中的超分子科学

第一节超分子化学诞生的历史背景、发展和研究内容

第二节环糊精及其衍生物作为超分子体系受体研究的重要成果

第三节展望与本论文的选题

参考文献

第二章X——射线晶体学研究方法

第一节前言

第二节晶体学基本原理

第三节晶体结构测定的一般步骤

第四节提高结构测定准确度的方法

第五节MAC DIP 2030K面探衍射仪基本原理与应用

第六节晶体结构解析程序——SHELX--97

参考文献

第三章β——CD包合物的合成、波谱分析及晶体结构

第一节β——CD包合物的合成及波谱分析

第二节对苯二酚—β——CD包合物的晶体结构与分子结构

第三节吡啶—β环糊精包合物的晶体结构与分子结构

第四节 β——CD及其包合物的晶体结构的比较研究

参考文献

第四章环糊精及其包合物的分子力学（MM）及分子动力学（MD）研究

第一节构象搜寻方法简介

第二节β——CD及其包合物的分子力学计算

第三节β——CD及其包合物的分子动力学（MD）研究

结论

参考文献

第五章分子间相互作用的量子化学研究

第一节应用量子化学研究分子间相互作用的常见方法

第二节环糊精及其包合物的密度泛函研究

结论

参考文献

致谢