γ-CD和杯[4]芳烃衍生物对有机物包结性能研究

摘要

环糊精和杯芳烃这两类典型的主体分子，在超分子化学相关领域的理论和应用研究中已获得巨大的成果。与常用的β-环糊精(β-CD）相比，γ-CD具有较大空腔，可包结较大尺寸的客体分子。杯[4]芳烃的溶解性差，用磺酸基团修饰后，四磺酸钠杯[4]芳烃衍生物(C[4]A-SO3Na)水溶性增大，可用于水中有机物的包结。论文开展γ-CD、C[4]A-SO3Na及β-CD-杯[4]芳烃衍生物对所选有机分子的包结性能研究。
　　1.液-液法合成了γ-CD-槲皮素、γ-CD-扁桃酸及γ-CD-鹅去氧胆酸三个包结物，用1HNMR、IR表征结构。1HNMR表征结果表明，γ-CD与槲皮素和鹅去氧胆酸都形成1∶1包结物，而与扁桃酸的包结比为2∶3。相溶解度法研究表明，γ-CD-槲皮素包结物在水中溶解度由基本不溶提高到0.133g/100g水(25℃)和0.241g/100g水(35℃)。对γ-CD-扁桃酸包结物的旋光度检测表明，γ-CD对左、右旋体扁桃酸的包结没有选择性，不能拆分扁桃酸外消旋体。高效液相检测表明，用形成γ-CD-鹅去氧胆酸包结物的方法可纯化鹅去氧胆酸粗品。
　　2.用紫外-可见光谱法(UV-vis)研究了γ-CD对甲基红的包结作用。结果表明，γ-CD与甲基红的包合比为1∶1，25℃下的包合常数为593L·mol-1;Cu2+、Ba2+、Ni2+、Cd2+及Mn2+等金属离子的存在对γ-CD和甲基红包结物无明显影响，但加入Zn2+后可使γ-CD与甲基红包结物的吸收强度增强，最大吸附波长从410nm红移至519nm。
　　3.用UV-vis研究了C[4]A-SO3Na对染料碱性品红(BF)、罗丹明B(RB)的包结作用。结果表明，C[4]A-SO3Na对BF、RB包合比均为1∶1;25℃下它们的包合常数分别为1.42×103L·mol-1和1.2×103L·mol-1。Zn2+、Cu2+、Mn2+、Cd2+和Ag+等金属离子和Cl-和SO42等阴离子的存在C[4]A-SO3Na与BF和RB的包结没有明显影响;加入HPO42-使C[4]A-SO3Na与RB包结体系的吸收强度有所提高。BF与C[4]A-SO3Na包结后，在pH5-8范围内，可降低BF颜色对pH的敏感度。
　　4.合成了β-CD-杯[4]芳烃衍生物，以其为吸附剂，研究初始浓度、体系pH及温度对吸附水中BF性能的影响。结果表明，15℃及25℃下，提高初始浓度，衍生物对水中BF吸附率E％降低，但35℃下E％保持在97％以上，几乎不随初始浓度增加而降低;pH8左右吸附性能最佳。15℃及25℃下吸附数据符合Langmuir模型。

目录

声明

摘要

引言

1 绪论

1．1 γ-CD及其包结作用研究现状

1．1．1 γ-CD的结构与性质

1．1．2 环糊精包合物的制备方法

1．1．2 环糊精及其衍生物在包结中的作用

1．2 水溶性杯芳烃的概述及应用

1．2．1 磺酸盐型水溶性杯芳烃

1．2．2 含氮杂原子水溶性杯芳烃

1．2．3 乙酸盐型杯芳烃

1．3 环糊精与杯芳烃偶联物的合成及其应用

2 论文设计

2．1 选题背景

2．2 技术路线

2．2．1 γ-CD的包结路线

2．2．2 四磺酸钠杯[4]芳烃包结染料路线

2．2．3 β-CD-杯[4]芳烃合成路线

2．3 研究内容及创新点

3 γ-CD与中性分子包结物的合成及性能研究

3．1 试剂与仪器

3．1．1 实验试剂

3．1．2 实验仪器

3．2 γ-CD包结物的制备及性能研究

3．2．1 γ-CD包结物的制备

3．2．2 包结物的性质测定

3．2．3 γ-CD对甲基红的包结及金属离子对包结的影响

3．3 结果与讨论

3．3．1 γ-CD-槲皮素包结物结构表征及性能研究

3．3．2 γ-CD-扁桃酸包结物结构表征及性能研究

3．3．2 γ-CD-鹅去氧胆酸包结物结构表征及性能研究

3．3．4 γ-环糊精对甲基红的包结及金属离子对包结的影响

3．4 结论

4 四磺酸钠杯[4]芳烃对染料的包结及离子对包结的影响

4．1 试剂与仪器

4．1．1 实验试剂

4．1．2 实验仪器

4．2 实验部分

4．3 结果与讨论

4．3．1 四磺酸钠杯[4]芳烃包结碱性品红及离子对包结的影响

4．3．2 四磺酸钠杯[4]芳烃包结罗丹明B

4．4 结论

5 杯[4]芳烃-β-CD席夫碱的合成及其吸附性能测定

5．1 试剂与仪器

5．2 杯[4]芳烃-β-CD席夫碱(SCACD)的合成

5．3 结果与讨论

5．3．1 碱性品红初始浓度对SCACD吸附性能的影响

5．3．2 pH对吸附性能的影响

5．3．3 温度对吸附性能的影响

5．3．4 化合物SCACD对碱性品红的吸附等温方程

5．4 结论

结论

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果