四氮杂大环铜配合物催化的B-Z化学振荡反应在分析测定中的应用

摘要

化学振荡是一种非线性非平衡现象，这种非线性非平衡现象在自然界中普遍存在。化学振荡现象所具备的特殊的特征引起了国内外广大科学工作者的兴趣，特别是以四氮杂大环铜或大环镍的配合物为催化剂的化学振荡反应，受到了特别的关注。因为这类配合物的结构与生物体内的一些酶的结构相似，这些酶在生命过程中起重要的作用。因此，可以通过研究这类配合物催化的化学振荡反应，来模拟生物体系中生物振荡有深远的意义。本论文利用[CuL](ClO4)2为催化剂、苹果酸为有机底物的化学振荡体系对扑热息痛、龙胆酸和8-羟甲基喹啉进行了分析测定，其中L为5，7，7，12，14，14-六甲基-1，4，8，11，-四氮环杂十四-4，11-二烯。其主要内容如下：
　　 1、化学振荡反应的综述
　　 本章主要介绍了化学振荡反应的发展史、振荡反应发生的条件及分类，以及对经典的B-Z振荡反应和以四氮杂大环铜配合物做催化剂的新型的B-Z振荡反应的机理给予详细的阐述。最后也介绍了化学振荡反应的应用及其发展前景。
　　 2、四氮杂大环铜配合物的合成及扑热息痛的测定
　　 首先按文献方法合成了催化剂四氮杂大环铜配合物-[CuL](ClO4)2，并对其用红外和元素分析进行表征，实验结果和文献报的道基本一致。其次，建立[CuL](ClO4)2-苹果酸-溴酸钠-硫酸的化学振荡体系。待该化学振荡体系稳定后加入不同浓度的扑热息痛溶液，发现体系振幅的改变量和扑热息痛浓度的对数在5×10-7to2×10-4mol/L的范围内成一次线性关系(r=R=0.99743，n=13)。同时也研究一些常见的离子对测定扑热息痛的干扰，并用循环伏安法探讨了扑热息痛对振荡体系的扰动机理。
　　 3、龙胆酸的测定及机理的探讨
　　 本章利用龙胆酸对四氮杂大环铜催化的B-Z化学振荡体系(NaBrO3-H2SO4-苹果酸-[CuL](ClO4)2)的扰动建立了测定龙胆酸的新的方法。其分析结果表明龙胆酸的浓度在1.25×10-6到1×10-4mol/L之间时，振幅改变值与加入龙胆酸的浓度对数有良好的线性关系，其相关系数为0.99821.同时对各组分浓度的影响及其扰动机理进行了探讨。
　　 4、[CuL](ClO4)2催化的化学振荡体系测定8-羟基喹啉
　　 本章考察了8-羟基喹啉对[CuL](ClO4)2催化的苹果酸-溴酸钠-硫酸化学振荡体系的影响及其分析测定。实验结果发现体系振幅的改变量和8-羟基喹啉浓度的对数在2.5×10-6to2.5×10-4mol/L的范围内成一次线性关系(r=R=0.996，n=12)。同时也研究一些常见的离子对测定8-羟基喹啉的干扰，并用循环伏安法探讨了8-羟基喹啉对振荡体系的扰动机理。