含胍基衍生物的超分子建筑及結構測定.pdf

1、氫鍵是一種廣泛存在的分子間相互作用力，在超分子化學、分子識別和晶體工程領域中占有很重要的地位。胍鎓離子及其衍生物上的氫原子多，擁有良好的定向性和形成多重氫鍵的能力，諸多的優(yōu)點使其在主客體化學中成為一個研究熱點。 與胍鎓離子多氫鍵給體相對應的有機多羧酸配體具有強的接受氫原子形成氫鍵的能力，因而，以上述兩種組分構筑主體晶格，季胺陽離子充當客體可以構筑出新穎的包合物，并以此來研究不同取代基的胍鎓衍生物、有機羧酸配體及季銨陽離子三者對于

2、包合物結構的影響。 本論文通過溶液法成功地合成了10個含胍基衍生物的包合物，并利用X射線單晶衍射來測定它們的晶體結構。研究結果表明，胍鎓離子上的一個氫被其他基團取代形成胍基衍生物后仍具有強的氫鍵結合能力。烷基胍鎓離子與烷基雙胍鎓離子相比，雙胍鎓離子上具有兩個胍基，擁有10個氫原子，因而比前者氫鍵結合能力更強，形成更加豐富的氫鍵網(wǎng)絡。另外，本文還探討了有機羧酸上的不同取代基及其位置的改變對于主體晶格結構的影響，對于新穎包合物的合成

3、和設計具有一定的參考價值。 本論文第1章為引言，主要介紹超分子化學、包合物化學、氫鍵等方面的研究進展及本論文的選題依據(jù)。第2章以胍鎓和烷基胍鎓離子為主體組件，選用苯甲酸衍生物和季銨陽離子作為客體模板，成功得到了4個包合物： (n—Bu)4N+·[C(NH2)3]+·[5-OH-1，3-C6H3(COO—)2]·2H2O(1) (n—Bu)4N+·[CH3(CH2)2NHC(NH2)2]+·2[p—OHC6H4CO

4、O—]·2H2O(2) (n—Bu)4N+·1，4-C6H4(COOH) COO—(3) (n—Bu)4N+·[CH3(CH2)2NHC(NH2)2]+·[1，4-C6H4(COO—)2]·2H2O(4) 包合物1是采用胍鎓離子和5-羥基間苯二甲酸作為主體組件，包合物Ⅰ具有與其相同的主體組件，由于客體的不同，前者形成層狀的主體晶格，后者則形成管道結構，表明了客體對于包合物形成具有一定的影響。為了考察不同取代基的胍

5、鎓陽離子對于主體氫鍵網(wǎng)絡構筑的影響，我們改用丙基胍鎓來代替胍鎓離子。包合物2管道結構的成功構筑表明了烷基取代的胍鎓離子同樣具有很強的形成氫鍵的能力。進一步研究胍鎓對于包合物結構的影響，我們首先采用對苯二甲酸單獨作為主體組分，觀察其包合形式，即化合物3?；衔?以脫去一個質子的對苯二甲酸為主體形成一條氫鍵鏈，客體形成緊密的波紋陽離子層，大有“反客為主”的趨勢。包合物4由于主體丙基胍鎓的加入，在化合物3的基礎上主體結構更加豐富，形成交叉管道

6、，充分說明了胍鎓對于主客體結構的構筑能力。 為了使烷基胍鎓離子上具有更多的氫鍵給體，彌補丙基單胍鎓離子上丙基無法形成氫鍵的遺憾，第3章以烷基雙胍鎓離子，苯甲酸衍生物為主體，構筑了4個新的包合物。 [(n—Bu)3N(CH2)4N(n—Bu)3]2+·[(H2N)2CNH(CH2)2CNH(NH2)2]2+·2[1，3-C6H4(COO—)2]·6H2O(5) 4(n—Bu)4N+·[(H2N)2CNH(CH2)2

7、NHC(NH2)2]2+·6[m—OHC6H4COO—]·8H2O(6) 4(n—Bu)4N+·[(H2N)2CNH(CH2)4NHC(NH2)2]2+·6[m—OHC6H4COO—]·8H2O(7) 4(n—Bu)4N+·[(H2N)2CNH(CH2)4NHC(NH2)2]2+·6[p—OHC6H4COO—]·14H2O(8) 包合物5～7均形成層狀的“三明治”式結構，其中包合物5以雙季銨陽離子為客體，形成的包

8、合物主客體間存在弱氫鍵作用。這3個包合物均以包合物8則是以對羥基苯甲酸形成的Z形螺旋鏈組合得到管道結構。 第4章以芳香胍鎓離子為主體組件，得到了2個新的化合物： {p—L(H2N)3C]+C6H4(COO—)}·4H2O(9) (n—Bu)4N+.·{p—[(H2N)2NHC]+C6H4COOH}·2Br—(10) 在化合物9和10的晶體結構中，對胍基苯甲酸既含有氫鍵受體，又含有氫鍵給體，展示了特強的氫鍵