冠醚的离子识别功能及在分离中的应用

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1、第35卷第6期南京工业大学学报(自然科学版)Vo1．35No．62013年11月JOURNALOFNANJINGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY(NaturalScienceEdition)Nov．2013doi：10．3969／j．issn．1671—7627．2013．06．024冠醚的离子识别功能及在分离中的应用郭晓静，褚良银，蔡璐，朱育丹，吕玲红，陆小华(1．南京工业大学材料化学工程国家重点实验室，江苏南京210009；2．四川大学化工学院，四川成都610065)摘要：介绍冠醚的发现、结构以及命名，从生物离子通道对离子的选择

2、性机制出发探讨冠醚对离子的选择性机制，分析了影响冠醚对离子选择性配位过程中的“主一客”体相互作用以及离子溶剂化相互作用，探讨了分子模拟技术在研究冠醚的离子响应机制中的作用和地位，在此基础上总结了冠醚在分离领域的应用。关键词：冠醚；离子识别；溶剂；分离；膜中图分类号：0643文献标志码：A文章编号：1671—7627(2013)06—0120—07IonicrecognitionpropertiesofcrownethersandtheirapplicationsinseparationGUOXiaojing，CHULiangyin，CAILu，

3、ZHUYudan，Linghong，LUXiaohua(1．StateKeyLaboratoryofMaterials—OrientedChemicalEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China；2．SchoolofChemicalEngineering，SiehuanUniversity，Chengdu610065，China)Abstract：Thefindings，structuresandnamingofcrownethersweredescribed，an

4、dtheionrecognitionmechanismofcrownethersfromtheionselectivitymechanismofionicchannelwasanalyzedwiththeem-phasison“host—guest”interactionandionicsolvationintheionrecognitionprocessofcrownethers．Thefunctionandtheroleofmolecularsimulationinstudyingtheionrecognitionmechanismofcr

5、ownetherswerealsointroduced，andtheapplicationsofcrownethersinseparationfieldweresummurized．Keywords：crownethers，ionrecognition，solvent，separation，membrane冠醚是超分子化学领域一类最常研究的主体化同获得了1987年的诺贝尔化学奖一。合物，它的发现要追溯到1967年，杜邦公司的Ped—冠醚是由一CH：CHO一重复单元所组成的环ersen博士在合成双酚时意外发现一种大环多元醚状分子。最简单的冠醚是由

6、2个一cHCHO一重副产物(二苯并一18一冠一6)¨，之后又从各个角复单元形成的二恶烷，由3个及以上的度对冠醚进行了深入的研究J。文献[3—5]根一CHCHO一重复单元形成的冠醚则有统一的命据冠醚主体选择性配位客体的现象，提出了“主一客名规则，3个重复单元形成的分子叫做9一冠一3，4体化学”的概念，1978年Lehn又提出了“超分子”个重复单元形成的分子叫做12一冠一4，依次类推，化学的概念。为此，Pedersen、Cram和Lehn3人共冠前面的数字代表环上所含原子的总数，冠后面的收稿日期：2012—05—16基金项目：教育部长江学者和创新团

7、队发展计划(IRT0732)；国家自然科学基金(21136004，21176113)；中国博士后科学基金(20110491407)；国家重点基础研究发展计划(973计划)(2009CB623407，2009CB219902)作者简介：郭晓静(1984一)，女，山东烟台人，博士生，主要研究方向为介观尺度下界面流体行为；陆小华(联系人)，教授，E—mail：xhlu@njut．edu．an．第6期郭晓静等：冠醚的离子识别功能及在分离中的应用121数字代表环上所含氧原子的个数，如图1所示。等，已经制备出来的不同类型的大环化合物达自从l987年Pede

8、rsen、Cram和Lehn获得诺10000种。基于冠醚也发展出一门新兴学贝尔化学奖以来，冠醚就获得了广泛的关注，一科——冠醚化学，近二十几年来，冠醚