多組分體系中非鍵相互作用與配位相互作用的相關性.pdf

1、環(huán)糊精(簡稱β-CD)和聚乙二醇(PEG)分別作為一類重要的超分子大環(huán)主體和聚合物，它們具有的特殊的結構使其可以通過非鍵相互作用與多種有機分子，無機離子，高分子,以及稀有氣體等客體分子形成包合物和聚集體。在本論文中首先對環(huán)糊精化學中的非鍵相互作用和配位化學中的配位作用進行了比較，然后通過采用β-CD和PEG分別作為研究包合作用和聚集體的主體，并利用最常用的具有配位作用的乙二胺四乙酸二鈉的一系列類似物來考察包括分子間相互作用,分子-離子相

2、互作用等在內的非鍵相互作用和金屬-配體配位作用時的情況.對于這樣的一個多組分體系的分析和研究是非常重要并且是非常必需的，因為這些相互作用中的任何兩種都能彼此影響。論文的主要內容如下:
　　 1.首先考察了乙二胺四乙酸及其鈉鹽(NanH4nEDTA，n=0,2～4,配體)在與β-環(huán)糊精(CD，主體)作用前后在譜學特征和熱分解行為和化學反應性上的差異性。研究結果表明，β-CD與NanH4nEDTA加合物的譜學行為(如微結構和分子堆積

3、)受控于非鍵相互作用和配體的本性。在空氣和氮氣氣氛下，配體NanH4nEDTA與β-CD加合之后在熱分解行為中均呈現(xiàn)出非常有趣的變化。例如，β-CD的存在極大地加速了配體Na2H2EDTA在空氣中較低溫度，如653K的分解。并且,從熱重分析的結果可以看出，在氮氣氣氛下，NanH4nEDTA在改變β-CD的最大分解溫度，最大分解速率和殘存質量方面起著迥異的作用。此外，在有無β-CD存在下的四種配體對氯化銅的配位反應的差異性揭示了配體和β-

4、CD之間的非鍵相互作用對配位反應影響的差異性。認為這些結果為物理化學和超分子化學構建了一個橋梁，并促進進一步理解了非鍵相互作用的相關因素。
　　 2.利用Na2H2EDTA和β-CD作用前后所顯現(xiàn)出來的堆積結構和熱分解行為的差異性揭示了它們之間的非鍵相互作用。其中，電導實驗不僅證實了這種非鍵相互作用的存在，還表明這種相互作用的作用程度與β-CD的濃度有關。更重要的是,這種非鍵相互作用致使Na2H2EDTA和氯化銅之間配位相互作用

5、降低。并且這種降低對β-CD呈現(xiàn)出濃度依賴性的關系。同時,在Na2H2EDTA的類似物存在下利用紫外-可見分光光度法也觀測到了類似的現(xiàn)象?；诖?提出一個大膽的假設：非鍵相互作用和配位相互作用之間存在著一種競爭關系。然后，對這個假設給出了一個合理的解釋。緊接著，核磁實驗為β-CD與H2EDTA2–和它的配合物離子之間的相互作用的作用模式的差異性提供了重要的信息。這不僅為非鍵相互作用的存在提供了最直接證據，還從超分子角度上揭示了多組分體系

6、中非鍵相互作用與配位相互作用的相關性。
　　 3.基于前面的研究，嘗試去回答一個基本的問題，那就是一個聚合物和一個配合物之間的非鍵相互作用的結果會怎么樣? 在這里，選取PEG-4000和H4EDTA的銅的配合物來解決這個問題。結果顯示出了若干個有趣的發(fā)現(xiàn)。首先，H2[Cu(EDTA)]的引入并沒有影響PEG-4000(PEG-b)的堆積行為，但是卻導致聚合物的表面結構發(fā)生了巨大的改變。第二，PEG-b和它的加合物H2[Cu(ED

7、TA)]-PEG-b的最大降解溫度之間存在一個117K的溫度差，暗示了它們之間的非鍵相互作用能極大地增強PEG-b的熱穩(wěn)定性。第三，燒結實驗顯示H2[Cu(EDTA)]和H2[Cu(EDTA)]-PEG-b產生了完全不同的降解產物。前者在氮氣氣氛下生成了Cu 晶體，在空氣中生成了CuO。但是后者卻在這兩種氣氛下得到了兩種結晶性良好的不同的Cu和CuCl晶體。最后，粘度，電導和核磁這三個獨立的實驗從非鍵相互作用的兩個方面為這個問題提供了非