瓜環(huán)的合成、性質及其應用研究.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用前景，越來越受到人們的關注。本文就瓜環(huán)及其超分子類配合物的合成、熱力學性質及其應用等方面進行了研究。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)．并用鹽酸重結晶法分離了各元瓜環(huán)，1HNMR波譜分析結果表明，獲得的瓜環(huán)單體的純度較高，其中CB5純度達到98％

2、以上。為了滿足四圓衍射儀對單晶結構檢測的要求，本文考察了培養(yǎng)液中鹽酸的濃度、溫度等因數(shù)對瓜環(huán)晶體培養(yǎng)結果的影響，結果表明，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。實驗確定的各元瓜環(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)，結果發(fā)現(xiàn)其中的五元瓜環(huán)產率有較大的提高，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，當五元瓜環(huán)與氫氧化鉀摩爾比為3：2時，作為模板試劑的鉀離子的脫除率達到95％以上。本文采用紫外吸收光譜法考察了瓜環(huán)與靛藍胭脂紅的相

4、互作用，實驗表明，在紫外光譜中觀察不到五、六元瓜環(huán)與靛藍胭脂紅在6mol/L鹽酸溶液中發(fā)生反應。紫外吸收無法判斷它們間是否有配位包結作用。而七、八元瓜環(huán)對靛藍胭脂紅有明顯的包結作用，并用摩爾比率法和等摩爾連續(xù)變化法測定了主客體包結物的包結比，其中七元瓜環(huán)與靛藍胭脂紅的包結比為1：1，八元瓜環(huán)包結比為1：2。將瓜環(huán)應用于靛藍朋脂紅水溶液的脫色處理，其脫色率與溶液pH值關系密切，瓜環(huán)在中性溶液中的脫色能力強于酸性溶液。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)在各種介質條件下對靛藍胭脂紅不具有脫色作用。瓜環(huán)使靛藍胭脂紅褪色的原因在于兩者的包結配位，所形成的包結配合物越穩(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)與靛藍胭脂紅之間發(fā)生某種反應，溶液由藍色變?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低于220nm，配合物的摩爾吸光系數(shù)在普通光度計上也無法確定，一般情況下，通過分光光度法測定和計算瓜環(huán)配合物的穩(wěn)定常數(shù)