超分子大环化合物的合成和分子识别性质研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文超分子大环化合物的合成和分子识别性质研究论文作者：朱长有学生类别：全日制学科门类：理学学科专业：物理化学指导教师：张西慧职称：副教授IDissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofPhysicalchemistrySynthesisandMolecularRecognitionalPropertyofSupramolecularMacrocyclicHostMoleculesbyZhuChangyouSupervisor:Prof

2、.ZhangXihuiMay2016IIIII摘要大环主体化合物是构建超分子化学的重要基础之一。基于大环主体化合物的主客体体系也是超分子化学的重要内容。每一种新大环主体的出现，都会带来新的主客体识别体系。这极大地丰富了超分子化学的内容，并促进了超分子化学的发展。本论文主要研究内容是设计合成一种新型大环和研究大环主客体键合及包裹性质。第一部分工作是基于萘环的一种大环主体—oxatub[4]arene研究了它对中性小分子和阳离子客体键合识别能力。发现中性客体与oxatub[4]arene键合作用力很小，键合常数在1mol-1至30mol-1；而测试的几种阳离子客体键合常数则要远

3、远大于中性客体分子，数值可以超过102mol-1甚至接近104mol-1。分析指出大环与中性客体的主要键合作用力为C-H--π和π--π堆积；而与阳离子客体键合作用力为阳离子--π。另外，主客体是否能够成功键合以及键合能力大小都受主体空腔和客体的空间尺寸匹配度影响。第二部分内容是基于萘环设计了一种通过酯基桥连的新型大环主体，最后成环步骤反应条件没能探索出来。可能是所设计的这种大环结构刚性太强，不利于成环。在第三部分，选择了一种已经被报道的修饰性杯芳烃大环主体进行了主客体研究。这种大环可以通过氢键（N-H…O）自组装成为含有残缺壁的胶囊超分子。该含有残缺壁的胶囊具有两种异构体

4、并且每种异构体都存在手性。基于这种胶囊，本章内容研究分析了它对T型结构的客体分子识别性能；此外通过这种大环主体和其他分子组成的杂化胶囊在线状链烷烃识别组装性质进行了研究，发现特定长度的链烷烃可以作为不同杂化胶囊组装形式的模板。关键字：超分子,大环化学,主客体,胶囊IVABSTRACTMacrocycliccompoundbodyisanimportantbasisforbuildingsupramolecularchemistry.Host-guestsystemofmacrocyclichostcompoundsisalsoanimportantpartinthefiel

5、dofsupramolecularchemistry.Everynewmacrocyclichostoccurs,willbringanewhost-guestrecognitionsystem.Thisgreatlyenrichedthecontentofsupramolecularchemistryandpromotedthedevelopmentofsupramolecularchemistry.Themaincontentsofthisthesisisthedesignationandsynthesisofanovelmacrocyclichostandstudyh

6、ost-guestbindingandwrappingproperties.Inthefirstpart,westudiedthebondingcapacitybetweentheneutralguestsandTA4.WediscoveredthatasetofneutralguestshaveasmallbindingforcewithTA4,bindingconstantonlycanbe1mol-1to30mol-1;whilethebindingforcebetweencationguestsandTA4werefarmoregreaterthantheneutr

7、alguestmolecules,thevalueofbindingconstantsexceeded102mol-1andevenwerecloseto104mol-1.PointedoutthatthemainbondingforceofmacrocyclewithneutralguestareC-H--πandπ--πstacking,whilecationiscation--π.Inaddition,whetherthehostwithguestisabletosuccessfullybondingorno