共存离子对瓜环主客体作用的影响及甲乙基取代瓜环的合成

【摘要】：瓜环是一类具有内腔的穴状配体，在超分子催化，分子组装，分子识别等方面有广阔的研究前景。近几年对其研究主要集中在应用紫外、荧光、核磁共振等技术对这类主-客体反应进行检测，从而得出其反应特性和反应模式；根据不同的需要，设计、合成出带有不同官能团的改性瓜环，开发瓜环的应用等方面。 本文应用紫外吸收光谱法，考察了共存离子对八元瓜环与客体1，10-菲罗啉、2，9-二甲基-1，10-菲罗啉、4，7-二甲基-1，10-菲罗啉、3，4，7，8-四甲基-1，10-菲罗啉捕集作用的影响。主要考察了①在不同pH值下的主-客体相互作用情况，用NaOH、HCl调节pH；②考察加入共存离子后主-客体相互作用情况，考察了NaCl、Na_2SO_4、Na_2HPO_4、Na_3PO_4、Na_2B_4O_7、NANO_3、Na_2CO_3等钠盐；NH_4HCO_3、CH_3COONH_4、(NH4)_2SO_4、NH_4HSO_4、NH_4NO_3、NH_4Cl等铵盐；MgCl_2、SrCl_2、CaCl_2、BaCl_2、AlCl_3、LiCl等氯化物对八元瓜环与1，10-菲罗啉及其衍生物相互作用的影响。实验结果显示，八元瓜环与1，10-菲罗啉及衍生物相互作用受到溶液中OH~-，H~+的影响比较大，在中性及弱酸性的体系环境下八元瓜环与1，10-菲罗啉及其衍生物有较强的相互作用，形成No_([8])／N_g=1：2的包结物，包结物的稳定常数比较大；在碱性体系环境中趋向于不再作用。弱酸强碱盐对八元瓜环与1，10-菲罗啉及衍生物相互作用影响也比较大，弱酸强碱盐相应的酸越弱、在一定的浓度范围内浓度越大，其影响越大，主要是弱酸强碱盐的水解，导致溶液中的OH~-浓度升高所致。强酸强碱盐和强酸弱碱盐对八元瓜环与1，10-菲罗啉及衍生物相互作用的影响比较小，主要是因为这些强电解质本身的离子对该反应的影响小，而这些强电解质不水解或者水解后溶液成弱酸性，在这样的体系环境中八元瓜环与1，10-菲罗啉及衍生物相互作用比较稳定。 普通瓜环因为溶解性比较差，所以限制了对它的研究及应用，为了得到性能更好的瓜环，近年来化学工作者合成了一系列取代甘脲，进而合成了带有不同官能团的改性瓜环。本文的另一部分工作就是设计合成了几种改性甘脲，并应用一维、二维~1H NMR，~(13)C NMR，MS进行了鉴定，同时合成了在水中有较大溶解度的甲基乙基取代瓜环，并初步的对这种新的瓜环进行了分离和表征。