杯形大环分子的合成及其性能研究

摘要

杯形大环分子作为一类重要的超分子主体化合物，因其特殊的立体结构，在主-客体化学、溶液中自聚集等领域有着特殊地位，使其在有机纳米材料和器件方面有着潜在的应用。
　　本文设计合成了由6条柔性醚链桥连的杯形大环分子，通过核磁共振氢谱、碳谱和MALDI-TOF等手段对其结构进行了确认。采用荧光发射光谱、紫外吸收光谱、扫描隧道显微技术等方法研究了其超分子行为。研究结果表明：
　　1、富电子体系的杯形大环分子12能与C60形成主-客体包结物，通过双对数回归曲线计算出结合常数Ka（lgKa=7.8093）和络合比例n值（n=1.6）。利用荧光发射光谱，得到TM与C60在甲苯中的Job’s滴定曲线，表明 TM与C60是按2：3络合，与计算的n值基本符合。我们又用紫外-荧光法研究了12与 C70的相互作用，发现也能进行络合。实验结果表明：12与C70的络合比例为2:3,与计算值基本相符（n=1.54），lgKa=6.5193。
　　2、富电子体系的杯形大环分子12能与Mg2+，Hg2+，Cu2+，Ba2+，Na+，Ag+，Sn2+，K+，Ca2+，Fe3+等10种离子发生作用，引起荧光强度的下降。
　　3、为了进一步确定TM与C60的络合位置，我们又做了三角形环9与C60的紫外-荧光测试并做了Job’s plot：研究发现9与C60的络合比例是1:1。而这也证明了TM与C60的络合也可发生在侧边三角形空腔内；
　　4、利用扫描隧道显微镜（STM）研究三角形环9的超分子行为，将9保护基去掉后的9’在高定向热解石墨（HOPG）表面，发现可以聚集成有序层状结构。观察表明：化合物9’按首尾交错有序排列，而烷基链是沿着醚链桥的方向交错堆积的。

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第一章绪论

1.1 引言

1.2 超分子化学概述

1.3 大环化学概述

1.4 刚性大环的超分子行为研究

第二章 杯形大环分子的合成与结构表征

2.1 引言

2.2化学试剂及其纯化

2.3测试仪器

2.4 醚链桥连中间体的合成

2.5 三角形环的合成

2.6 杯形大环分子（TM）的合成

2.7 主要产物核磁谱图和质谱

2.8 杯形大环分子的核磁讨论

2.9 本章小结

第三章 杯形大环分子12（TM）的性能研究

3.1 引言

3.2 主客体化学性质研究

3.3三角形环9的超分子行为的研究

3.4 本章小结

第四章 总结与展望

参考文献

硕士期间研究成果