多酸与杯芳烃的杂化分子的合成与结构研究

作者
柏英英;
摘要
杯芳烃是指对位取代的苯酚类配体与甲醛缩合而成的杯状化合物及其衍生物。由于杯芳烃及其衍生物具有高度的选择性识别性质,杯芳烃及其衍生物作为传感器的敏感膜材料用于检测、识别有机小分子已成为超分子化学应用研究的热点。作为第三代主体超分子化合物,杯芳烃具有独特的空穴结构,其特点如下:1.通过控制不同反应条件及引入适当的取代基,可以自由调节空穴的大小;2.杯芳烃下缘的酚羟基、上缘的苯环对位,而且连接苯环单元的亚甲基都是活性位点,可以进行各种选择性功能化反应,从而改善杯芳烃的物理性质和化学性质;3.杯芳烃较大的空穴尺寸能与离子和中性分子形成主—客体包合物。多酸是一类过渡金属氧簇合物,本身具有奇异的光、电、磁、催化等特性。将多酸与杯芳烃结合,不但可能获得性能更加新颖奇特的有机无机杂化材料,而且能把二者的研究从单一分子合成发展到分子多层次聚集体的高层次研究,从单纯的有机杯芳烃合成研究发展到金属杯芳烃的复杂性研究。本文从分子设计的原理出发,设计如下合成策略:1.合成出主体分子杯芳烃;2.利用部分金属离子和主体分子进行配位,形成金属—杯芳烃超分子化合物;3.在此基础上将杯芳烃和多酸进行键合或者配位,形成多酸-杯芳烃杂化分子。本论文在合成了杯[4]芳烃、去叔丁基杯[4]芳烃、硫杂[4]芳烃的基础上优化了杯芳烃合成路线,提高了产率,并在此基础上开展铁、镍、钴等金属—杯芳烃超分子化合物研究,合成了新的Fe-硫杂杯[4]纳米笼状配合物,此为一种新型的金属-有机化合物,并对其进行红外光谱及单晶衍射晶体结构表征;同时开展了基于六钒酸衍生物的有机官能团的二次修饰和不对称合成的研究,合成了六钒酸丁二酸酐衍生物、不对称六钒酸烷氧衍生物,并对其进行了红外光谱、紫外光谱、ESI、单晶衍射等结构表征。在成功实现杯芳烃、杯芳烃-金属超分子化合物的基础上,对多酸与各类杯芳烃化合物进行了共晶及共价键合反应的初步探索,取得了一定进展。
关键词/主题词
杯芳烃;多酸;超分子化合物;有机杂化
页数
66
出版日期
2015-12-01
学位授予单位
湖北工业大学
学位年度
2015
学位
硕士
导师
伍平凡
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