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《贵州大学》 2018年
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半甲基瓜环的合成、分离及衍生化

孟令健  
【摘要】:冠醚、环糊精、杯芳烃等几类大环化合物在经历高速发展并逐渐趋缓下来的同时,瓜环(cucurbit[n]urils,简称Q[n]或CB[n])以其高度对称地刚性结构、选择性识别等特性大有后来居上的趋势。到目前为止,瓜环家族成员已有Q[5]、Q[6]、Q[7]、Q[8]、Q[10]、tQ[13]、tQ[14]、tQ[15]以及各种结构新颖的改性瓜环和反式瓜环iQ[6]、iQ[7]、错位瓜环等。瓜环不仅具有疏水性空腔、高密度的负电子端口以及正电性的外壁,正是这些特点使得瓜环作为主体分子在主客体化学方面有着不错的前景,像细胞成像中的应用、瓜环主客体化学的响应与控制、药物缓释、表面修饰的瓜环主客体化学等方面。半甲基瓜环的合成过程比较简单,但由于存在结构相似,溶解度相近的同系物及异构体,半甲基瓜环的分离过程就比较复杂。基于已有的工作,本论文主要进行了以下几个方面的探索:1)半甲基瓜环的合成、分离及结构表征;2)半甲基六元瓜环的衍生化探究;3)半甲基七元瓜环与菲啰啉盐酸盐相互作用的探究;4)半甲基六元瓜环与烷基二胺盐酸盐在不同溶剂中的作用速率和作用模式的探究。鉴于半甲基瓜环的良溶性——不但溶于水,而且也溶于DMSO,本论文进行了半甲基六元瓜环的衍生化实验。普通瓜环中每个苷脲单元的“腰上”有两个位点可以进行烷基化或者羟基化,而半甲基瓜环在DMSO中的良溶性以及每个苷脲单元上只有一个可以作用的位点,这更好地为衍生化提供了十分有利的条件。通过对半甲基六元瓜环氧化、烯丙基化的实验探究,找到了一条在不借助助溶客体分子的条件下,瓜环走向有机合成方向的有效途径。在本文中,还进行了半甲基七元瓜环与菲啰啉分子的自组装体系的研究。通过研究发现,4,7-二甲基-1,10-菲啰啉盐酸盐分子由于其两个甲基以及与瓜环范德华力、氢键等,使得4,7-二甲基-1,10-菲啰啉盐酸盐分子首先以“半包结”的方式结合在瓜环中,更多的菲啰啉分子则是以“外贴”的方式贴在瓜环的端口。1,10-菲罗啉盐酸盐分子仅以“半包结”的方式结合到HMeQ[7]中。在半甲基六元瓜环和烷基二胺盐酸盐的实验探究中还发现,在水和DMSO中,瓜环与烷基二胺盐酸盐的作用速率和作用模式呈现了不同的结果。在水中,它们的作用模式比较简单,进行了“包结”而且速度比较快;但是,在DMSO中却有很大的不同。未加热前,除了丁二胺盐酸盐一部分进行了“包结”模式,另一部分发生了“头部结合”的模式外,其他的烷基二胺离子都进行了“头部结合”的模式。经过80℃加热后,丁、己二胺盐酸盐发生了“包结”模式;辛二胺盐酸盐有一部发生了“包结”模式,另一部分发生了“头部结合”的模式;链长更大的二胺盐酸盐则形成了具有9个重复单元的超分子聚合物。
【学位授予单位】:贵州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:O621.3

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