新型陰離子受體的合成及其識別性能研究.pdf

1、分子識別是指主體對客體選擇性結(jié)合并產(chǎn)生特定功能的過程，是超分子化學(xué)研究的重要內(nèi)容。陰離子識別作為它的一個重要分支，近年來引起了國內(nèi)外專家學(xué)者的廣泛關(guān)注，其關(guān)鍵是合成具有高選擇性的人工識別受體。本文合成了一系列新型的受體分子并研究了其陰離子識別性能，具體內(nèi)容包括以下幾部分： 1．簡要介紹陰離子識別的發(fā)展現(xiàn)狀，并從以下幾個方面進行剖析：(i)陰離子識別研究中所涉及的分子間相互作用力(ii)陰離子識別的方法(iii)陰離子受體的設(shè)計原

2、則。 2．合成了3種4'-乙?；讲?15-冠-5縮氨基硫脲衍生物受體分子，對其進行了表征。利用紫外-可見吸收光譜(UV-vis，DMSO為溶劑)考察了其與F、Cl<'->、Br<'->、I<'->、CH<,3>COO<'->、 HSO<,4><'->和NO<,3><'->等陰離子的作用。結(jié)果表明，該類受體分子可與陰離子F、CH<,3>COO<'->形成氫鍵配合物，從而實現(xiàn)對這兩種陰離子的檢測。通過計算可知，同種受體分子對此兩種

3、陰離子的作用為FCOO<'->。隨著苯環(huán)上取代基位置的變化，此三種受體分子對兩種陰離子的作用呈現(xiàn)出有規(guī)律的變化。 3．本文設(shè)計合成了5種間苯二甲醛縮雙芳氨基硫脲受體分子，利用紫外．可見吸收光譜及<'1>H NMR，考察了其與F<'->、Cl<'->、Br<'->、I<'->、CH<,3>COO<'->、HSO<,4><'->、NO<,3><'->和H<,2>PO<,4><'->等8種陰離子的作用。當在受體分子的DM

4、SO溶液中加入F<'->和CH<,3>COO<'->四丁基銨鹽的DMSO溶液時，吸收光譜發(fā)生顯著紅移，溶液顏色立刻由無色轉(zhuǎn)變?yōu)樯铧S色，而加入其它陰離子則無顯著變化，從而可以實現(xiàn)對這2種陰離子的裸眼檢測及光譜分析。通過計算可知，隨著苯環(huán)上取代基的變化，此5種受體分子對F和CH<,3>COO<'->的識別作用呈現(xiàn)有規(guī)律的變化。<'1>H NMR滴定及質(zhì)子溶劑效應(yīng)進一步證明了受體分子與陰離子之伺以氫鍵作用方式相結(jié)合。Job工作曲線表明該類受體

5、分子與陰離子形成配位比為1：1的氫鍵配合物。 4．設(shè)計合成了一種新型化合物1：1，1'-(2，5-噻二唑-二硫乙酰基)4，4'-(對氯苯甲?；?氨基硫脲，并用紫外光譜研究了其對陰離子客體的識別性能。主體l加入到對硝基酚氧陰離子(p-NO<,2>C<,6>H<,4>O<'->的DMSO溶液中，主客體間形成超分子配合物使得客體陰離子425nm處吸光度降低且溶液從黃色變?yōu)闊o色。受體1與F<'->、CH<,3>COO<'->和H<,2>

6、PO<,4><'->相互作用，吸收光譜也發(fā)生一定變化，而與Cl<'->、 Br<'->、I<'->、HSO<,4>和NO<,3><'->作用，吸收光譜幾乎沒有變化。其吸收光譜改變強弱順序為p-NO<,2>C<,6>H<,4>O<'->>F>CH<,3>COO<'->>H<,2>PO<,4><'->>>Cl<'->、Br<'->、I<'->、HSO<,4><'->和NO<,3><'->。紫外光譜滴定的結(jié)果經(jīng)非線性擬合，表明主客體間形成1：

7、1絡(luò)合物，并且計算出受體與陰離子結(jié)合的穩(wěn)定常數(shù)。質(zhì)子溶劑效應(yīng)進一步證明了受體分子與陰離子之間以氫鍵作用方式相結(jié)合。基于實驗結(jié)果，對主客體之間的作用機理及識別模式作了初步探討。 5．設(shè)計合成了3種酰腙類受體分子。利用紫外．可見吸收光譜及<'1>H NMR考察了其與F<'->、Cl<'->、Br<'->、I<'->、CH<,3>COO<'->、HSO<,4><'->、NO<,3><'->等陰離子的作用。結(jié)果表明，該類受體分子與陰離子