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羟丙基-β-环糊精包合乙酰丙酮钼过程研究

王亚丽  
【摘要】:环糊精(CDs)是由多个吡喃葡萄糖单元以α-1,4键合的环状产物,具有内疏水、外亲水去顶锥形空腔的特殊结构,作为主体能够包结结构和性质适应的化合物客体,形成超分子包合物,从而达到增溶、增加热稳定性、抗氧化、缓释等作用。乙酰丙酮钼(MoO_2(acac)_2)具有非常低的溶解度,并且热不稳定。考虑到将MoO_2(acac)_2与CDs形成包合物能够解决如上问题,本文制备了主体羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD),客体乙酰丙酮钼,以及两者的包合物,通过红外光谱法、X射线粉末衍射法、紫外-可见吸收光谱法和电化学方法对三者进行了研究,探索了包合过程的影响因素和影响机理。 碱性条件下在β-环糊精的2位羟基上引入了羟丙基,形成2-HP-β-CD,溶解度极大地得到提高,可超过75g/100mL。通过立体模型构筑,羟丙基的存在,扩展了空腔的体积。 MoO_2(acac)_2的水溶液,随着浓度的变化和时间的延长展现了特异性。紫外-可见吸收光谱显示MoO_2(acac)_2溶液两个主要吸收特征峰,在最大吸收峰处其浓度-吸光度曲线不符合比尔定律,而第二吸收峰处的曲线线性关系很好。水绿色溶液放置一段时间变为蓝色溶液,吸光强度明显增加,由此提出了MoO_2(acac)_2异构体假设,顺式和反式分别有α-型和β-型构象。通过立体模型模拟表明了假设的可能性。 在水溶液中,首次进行了HP-β-CD包结MoO_2(acac)_2的研究,主要考察了温度和时间的影响。实验结果表明:HP-β-CD和MoO_2(acac)_2分子形成摩尔比为1:1的包合物,MoO_2(acac)_2进入了HP-β-CD疏水性空腔中,由红外、X衍射光谱和紫外-可见吸收光谱得到证明。当HP-β-CD加入到一定浓度的MoO_2(acac)_2溶液中时,体系的紫外-可见吸收强度降低。包合的MoO_2(acac)_2的溶解度达到了20g/100mL,是未被包合时溶解度的20倍。比较了水绿色和蓝色包合溶液在干燥前后UV-vis的变化规律,分析了温度和时间的影响,得出可能结论,一种是升高温度促进了客体的构象转化,提高了包合物的稳定性,HP-β-CD对反式α-型的MoO_2(acac)_2具有很好的选择性;另一种是升高温度MoO_2(acac)_2水解程度加大,对包合不利;而包合(物)溶液由水绿色到蓝色的渐变过程中,时间的延长有利于包合。根据包合常数、c-A曲线和电导率的变化规律表明升高温度和延长时间有利于包合的结论可能性更大。表观上看,包合物的稳定温度范围要高于MoO_2(acac)_2的稳定温度30℃之多。HP-β-CD的包结作用,促使MoO_2(acac)_2具有高的水溶性和高的稳定性以及选择性,具备催化剂载体的初步要求。


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