瓜環(huán)的合成、性質(zhì)及其應(yīng)用研究.pdf

1、瓜環(huán)是一種具有大環(huán)空腔、兩端開口的葫蘆狀分子。兩端口的羰基數(shù)與其單體數(shù)(聚合度)相等。近年來，由于瓜環(huán)在催化、醫(yī)藥、輪烷與索烴類材料和超分子的合成等方面具有廣泛的應(yīng)用前景，越來越受到人們的關(guān)注。本文就瓜環(huán)及其超分子類配合物的合成、熱力學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用等方面進(jìn)行了研究。本文用比較成熟的傳統(tǒng)合成方法(Behrend法)合成了混合瓜環(huán)．并用鹽酸重結(jié)晶法分離了各元瓜環(huán)，1HNMR波譜分析結(jié)果表明，獲得的瓜環(huán)單體的純度較高，其中CB5純度達(dá)到98％

2、以上。為了滿足四圓衍射儀對(duì)單晶結(jié)構(gòu)檢測(cè)的要求，本文考察了培養(yǎng)液中鹽酸的濃度、溫度等因數(shù)對(duì)瓜環(huán)晶體培養(yǎng)結(jié)果的影響，結(jié)果表明，影響瓜環(huán)單晶大小的主要因數(shù)是鹽酸濃度，溫度的影響次之。實(shí)驗(yàn)確定的各元瓜環(huán)單晶培養(yǎng)液中鹽酸的最佳濃度為：五元瓜環(huán)2mol/L～3mol/L，六、七元瓜環(huán)1mol/L～1.5mol、L；八元瓜環(huán)5mol/L。各元瓜環(huán)最佳培養(yǎng)溫度為25～30℃。在此條件下，各元瓜環(huán)單晶的尺寸可以穩(wěn)定地控制在0.2～0.5mm之間，滿足四圓

3、衍射儀對(duì)單晶大小的要求。
　　 本文以氯化鉀為模板試劑合成了混合瓜環(huán)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中的五元瓜環(huán)產(chǎn)率有較大的提高，但瓜環(huán)中卻存在大量的鉀離子。為了能獲得純的五元瓜環(huán)，本文考察了水洗以及堿洗對(duì)五元瓜環(huán)中鉀離子的去除效果，最終發(fā)現(xiàn)：水洗不能洗去五元瓜環(huán)中作為模板試劑的鉀離子，而氫氧化鉀溶液卻有較好的除鉀效果，當(dāng)五元瓜環(huán)與氫氧化鉀摩爾比為3：2時(shí)，作為模板試劑的鉀離子的脫除率達(dá)到95％以上。本文采用紫外吸收光譜法考察了瓜環(huán)與靛藍(lán)胭脂紅的相

4、互作用，實(shí)驗(yàn)表明，在紫外光譜中觀察不到五、六元瓜環(huán)與靛藍(lán)胭脂紅在6mol/L鹽酸溶液中發(fā)生反應(yīng)。紫外吸收無法判斷它們間是否有配位包結(jié)作用。而七、八元瓜環(huán)對(duì)靛藍(lán)胭脂紅有明顯的包結(jié)作用，并用摩爾比率法和等摩爾連續(xù)變化法測(cè)定了主客體包結(jié)物的包結(jié)比，其中七元瓜環(huán)與靛藍(lán)胭脂紅的包結(jié)比為1：1，八元瓜環(huán)包結(jié)比為1：2。將瓜環(huán)應(yīng)用于靛藍(lán)朋脂紅水溶液的脫色處理，其脫色率與溶液pH值關(guān)系密切，瓜環(huán)在中性溶液中的脫色能力強(qiáng)于酸性溶液。七、八元瓜環(huán)在中性、酸

5、性溶液中均有良好的脫色效果，六元瓜環(huán)僅在中性溶液中有脫色能力，而五元瓜環(huán)在各種介質(zhì)條件下對(duì)靛藍(lán)胭脂紅不具有脫色作用。瓜環(huán)使靛藍(lán)胭脂紅褪色的原因在于兩者的包結(jié)配位，所形成的包結(jié)配合物越穩(wěn)定則褪色效果越好。研究還發(fā)現(xiàn)，加熱能使六元瓜環(huán)與靛藍(lán)胭脂紅之間發(fā)生某種反應(yīng)，溶液由藍(lán)色變?yōu)槌赛S色。由于瓜環(huán)的溶解度較低，其最大吸光度的波長(zhǎng)低于220nm，配合物的摩爾吸光系數(shù)在普通光度計(jì)上也無法確定，一般情況下，通過分光光度法測(cè)定和計(jì)算瓜環(huán)配合物的穩(wěn)定常數(shù)