基于密度泛函理论研究锂-冠醚复合物的结构和热力学参数

冠醚对碱金属离子具有高选择性,在锂元素的分离富集上有着广泛的应用。本文基于密度泛函理论（DFT）研究了冠醚环大小、取代基种类、配位原子种类和数量等因素对冠醚空间结构和热力学参数的影响。结果表明,苯并冠醚系列中的苯并-15-冠-5具有更好的配位能力,取代基、配位原子对冠醚的络合能力均有一定影响,因此可通过选择合适的冠醚环,引入供电子基团和含氮杂原子等方法来改善冠醚的分离富集能力。这对冠醚体系分离富集锂元素具有重要的指导意义。     

我国的开链冠醚研究概况

冠醚及其与减金属、碱士金属等离子选择络合性能一公布,立即引起了世界各国学者的极大兴趣,其研究已涉及化学、生物学、原子能等广泛的领域.特别是得悉美国用含氮冠醚(穴醚)分离锂同位素的分离因数     

冠醚分离锂同位素中冠醚的近红外分析

将近红外光谱法(NIR)和偏最小二乘法(PLS)相结合，建立了冠醚分离锂同位素中冠醚含量的分析方法，研究了锂、钠、钾离子的存在对冠醚测定的影响，并研究了不同离子液体对校正模型的影响。该方法的测定范围为0.1～1.2 mol/L,加入校正样品后，可扩大测定范围。冠醚分离锂同位素实验样品分析结果和设计值较吻合，加标回收率为105%～108%。所建立的方法为锂同位素分离工艺中冠醚的快速分析提供了一种新方法。     

高氯酸锂与4-叔丁基苯并-15-冠-5配合物的远红外位移

冠醚化合物对金属离子具有特定的络合作用 [1,2 ] .在冠醚萃取分离锂同位素过程中 ,4-叔丁基苯并 -1 5 -冠 -5 (4 -t-BB1 5 C5 )是锂同位素效应较大且最接近实用的多醚之一 .它容易合成[3] ,而且已有若干萃取研究[4～ 6 ] .本文合成了高氯酸锂与 4-叔丁基苯并 -1 5 -冠 -5配合物 ,测定了若干表征值和远红外位移 ,并根据已有的理论框架[7] 算得配合物的相对约化配分函数比 [(s/s′) f ]org和碘苯 -水溶液两相平衡过程中锂同位素分离系数 α.为在冠醚体系的锂同位素分离研究中应用红外光谱取代质谱 ,直接测定和计算(1 +εp)值提供了可能性 .…     

冠醚B15C5萃取分离锂同位素的阴离子效应

本文研究了B15C5冠醚萃取锂盐时,不同阴离子对体系的同位素分离效应的影响。结果表明,阴离子在冠醚萃取过程中不仅对萃取络合物的稳定性有显著影响,而且阴离子半径及软度越大时,萃取体系的锂同位素分离系数(α_(LI))也越大。     

油溶性荧光探针在水相体系中对金属离子的检测

连有套索冠醚的油溶性探针化合物(FL-C)在水溶液中能与β-CD相络合形成1:1主-客体配合物.由于套索冠醚仍处于β-CD的外侧,因此它具有能络合水溶液中碱金属和碱土金属的能力,导致探针分子荧光强度的变化.结果表明,本方法可成功地使油溶性探针化合物在水相中得到应用.     

冠醚络合高活性双金属氰化物制备及CO2与环氧丙烷共聚

首次在共沉淀过程中添加18-冠-6醚络合生成的钾离子得到了均一的高活性冠醚络合的锌-钴双金属催化剂,并用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、热重红外(TGA-IR)和X射线衍射(XRD)进行了表征.元素分析发现K含量为1.2%. FTIR表明未加冠醚络合的双金属催化剂离心后上下部分呈现不同的络合状态,而冠醚络合的双金属催化剂仍保持均一. SEM表明冠醚络合的双金属催化剂为均一松散的结构.由于生成的钾离子被冠醚络合,不影响聚合反应效果. TGA-IR表明冠醚不仅络合K离子,还参与对金属活性中心的络合. XRD表明此催化剂具有低的结晶度.所制冠醚络合的锌-钴双金属催化剂能成功催化CO2与环氧丙烷共聚,其中CDMC3催化得到的共聚物碳酸酯含量为47.8%,副产物环状碳酸酯为1.5%,催化效率高达5122 g/g催化剂(32600 g/g Zn),明显优于不添加冠醚以同样工艺制备的DMC1(共聚物碳酸酯含量29.2%,副产物环状碳酸酯3.3%,催化效率4100 g/g催化剂(16300 g/g Zn).与不添加冠醚8次洗涤离心得到的DMC2相当(共聚物碳酸酯含量48.3%,副产物环状碳酸酯含量2.4%,催化效率5073 g/g催化剂(16400 g/g Zn)).基于此结果提出了两步的反应机理假设.     

氮杂冠醚的Mannich碱合成及其对金属离子的萃取

氮杂冠醚的Ｍａｎｎｉｃｈ碱合成及其对金属离子的萃取王建华（淮北煤炭师范学院生物化学系淮北２３５０００）关键词合成，Ｍａｎｎｉｃｈ反应，氮杂冠醚，萃取以酚羟基为中心功能基的多齿配体可络合多种金属离子，形成单核或双核金属配合物［１］Ｎａｋａｍｕｒａ等［２...     

电导法对几种液晶冠醚与KClO_4络合作用的研究

近年来国内外相继报道了在冠醚核心上引入取代基合成出一系列具有液晶特性的冠醚化合物,它们除具有普通液晶的电光、电磁及超声等特性外,还具有选择性络合金属离子的能力。研究这类化合物结构及性能将有助于选择和制备对金属离子具有高度识别能力的输送膜。为此,我们研究了以二苯并-18-冠-6(DB-18-C-6)及苯并-15-冠-5(B-15-C-5)为核心衍生的胆甾型冠醚化合物。经红外、核磁、质谱及元素分析确定其结构,由差热分析和偏光显微镜观察证明其具有液晶特性,并用电导法探讨了该系列液晶化合物与KClO_4在25℃时的络合特性,测定了络合比及络合常数。     

冠醚共缩聚物的合成与性能

双冠醚化合物对某些金属离子比单冠醚具有更好的络合性能和选择性,它们合成、应用研究越来越受到人们的重视,本工作采用2,6-二羟甲基对甲氧基苯酚为缩合剂与芳香族冠醚缩聚,得到一系列具有双冠醚结构特征的新酚醛型聚苯并冠醚(简称聚冠醚),聚冠醚合成容易,并呈现了比相应单冠醚更优越的络合萃取能力和富集效率。     

苯并15-冠-5接枝聚乙烯醇制备优化及其锂同位素分离效应研究

以4-甲酰基苯并15-冠-5(FB15C5)和聚乙烯醇(PVA)为原料,通过缩醛化反应制备苯并15-冠-5接枝聚乙烯醇(PVA-g-FB15C5),采用单因素实验考察了其冠醚用量、催化剂用量及PVA浓度等对冠醚固载量的影响规律,并利用响应面分析法对合成条件进行了优化.结果表明,在冠醚用量为0.79 g、催化剂用量为0.51 g、PVA浓度为3.7×104mg/L条件下,冠醚固载量达到2.11 mmol/g.在固-液萃取锂同位素分离过程中,当萃取温度为20℃,锂盐为Li Br时,其分离因子高达1.039.此外,重同位素7Li富集于固相,轻同位素6Li富集于液相.     

冠醚与碱金属苦味酸盐在氯仿中形成络合物的电导

测定了氯仿中碱金属苦味酸盐——冠醚络合物的电导率及络合比。确定了体系中电导率、冠醚浓度和络合比之间的关系。讨论了这些结果的某些应用。     

4′,4″-(二苯并-18-冠-6)二甲酸二芳酯的合成和液晶性质

合成含冠醚结构单元而又具有液晶结构特征的化合物,可能获得兼有冠醚络合性能和液晶特性的新型材料,因而在理论上和应用上都有很好的前景。近年已有几例冠醚衍生物液晶的报道。     

冠醚-CuI混合催化剂的组份对溴代雌甾的亲核取代反应的影响

冠醚能与碱或盐的阳离子络合,从而使阴离子在非质子溶剂中成为“裸阴离子”,具有特别强的亲核性或硷性,所以在有机合成中获得广泛的应用。为了探求冠醚的应用范围,同时寻求一种既简便又宜于较大量制备雌甾甲氧基衍生物的方法,作者曾首次将冠醚用于雌甾衍生物的合成,设计了冠醚-亚铜盐混合催化体     

苯并15-冠-5醚接枝壳聚糖薄膜分离锂同位素性能研究

以壳聚糖与4'-甲酰基苯并-15-冠-5醚为原料,通过希夫碱反应制备了苯并-15-冠-5醚接枝壳聚糖薄膜,采用固-液萃取法研究薄膜吸附锂离子动力学和热力学行为,及其锂同位素吸附分离性能.结果表明:冠醚接枝壳聚糖薄膜对锂离子的吸附过程更加适合于准二级动力学方程和Langmuir吸附等温模型,薄膜对锂离子的吸附是一个由化学吸附控制的单层表面吸附,是一个自发进行的放热过程.此外以水-碘化锂/冠醚接枝壳聚糖薄膜(冠醚固载量为2.98 mmol/g)作为萃取体系,其单级分离因子高达1.053(10oC).且轻同位素6Li富集于薄膜相,重同位素7Li富集于液相.     

大环硫杂冠醚的合成及对Ag(Ⅰ)和Tl(Ⅰ)的选择性萃取

基于冠醚配位化学和软硬酸碱理论, 设计合成了2种预期对Ag(Ⅰ)和Tl(Ⅰ)具有较强配位能力的超大环冠醚10,19-二硫杂苯并30-冠-10(DHB30C10)和10,13,17,20-四硫杂苯并31-冠-10(THB31C10). 采用溶剂萃取法考察了2种冠醚对Ag(Ⅰ)和Tl(Ⅰ)的选择萃取性能. 结果表明, 在单一体系中, DHB30C10和THB31C10对Ag(Ⅰ)的络合常数分别为9.76和13.40, 对Tl(Ⅰ)的络合常数分别为4.769和4.325. 在多元体系中, 2种冠醚对Ag(Ⅰ)均具有较强选择性, 其中DHB30C10对Cu(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的分离系数可达194.68和142.44, THB31C10对Cu(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的分离系数可达172.81和268.53, 但对Tl(Ⅰ)几乎不具有选择性. 并探讨分析了DHB30C10与THB31C10对Ag(Ⅰ)和Tl(Ⅰ)的萃取机理.     

双酚A 型聚冠醚的合成与性能

由于聚冠醚具有选择性配位阳离子的性能,同时具有毒性低、易于回收等优点,所以它们在相转移催化、金属分离浓缩等方面有重要的应用前景。我们曾报道用2,6-二(羟     

二苯并-18-冠-6与碱金属苦味酸盐在氯仿中的相互作用

研究一种方法以测定二苯并-18-冠-6在氯仿中与碱金属苦味酸盐相互作用的若干参数。这些参数是:络合物的无限稀释摩尔电导 A_0,络合物的解离常数 K_d(或 k_d),络合物中冠醚与盐的分子比,冠醚对苦味酸盐的络合常数 K_c(或 k_c),以及冠醚存在下苦味酸盐紧密离子对的饱和浓度[MA]等。     

硫杂冠醚的合成

冠醚化合物对金属离子的络合不仅具有较高的稳定性,而且更重要的是具有良好的选择性。当冠醚环中的氧原子部分或全部被氮或硫原子取代后,它们对碱金属、碱土金属的亲和性能降低,而对过渡金属离子的亲和能力相应提高。硫杂冠醚对亲硫的贵金属、重金属离子具有更强的络合能力和更高的选择性。1974     

蒽醌冠醚铕离子络合物分子内能量转移

研究了蒽醌冠醚及其铕离子络合物的光物理性质 .研究结果表明 ,选择性激发铕离子络合物中的蒽醌冠醚能发生分子内能量转移 ,观察到铕离子的发光 .荧光衰减测试表明由于冠醚的包络作用使得铕离子络合物的荧光寿命较未络合铕离子的寿命有所延长 .向蒽醌冠醚铕离子络合物的甲基四氢呋喃溶液中加入水后 ,其荧光强度明显减弱 ,这说明了蒽醌冠醚对铕离子的络合作用不完全 ,未能有效地阻挡水和溶剂对铕离子的影响 .