冠醚配合物热力学性质的研究VI. 几种冠醚配合物的CNDO/2计算

本文用CNDO/2方法从理论上探讨了碱金属离子Na^+,K^+和Cs^+与2,3-苯并-8,11,15-三甲基-18-冠-6(简称BC3-18C6)在溶液中发生的配位反应,计算了配位反应中CNDO总能量的变化,再现了量热法所得出的碱金属离子Na^+,K^+和Cs^+与BC3-18C6在溶液中生成配合物的稳定性次序:K^+>Na^+>Cs^+。所计算的配位能和配合物的水化能表明,在水溶液中碱金属水合离子与冠醚配位,形成稳定的二水配位的碱金属离子冠醚配合物[M(BC3-18GC6)(H~2O)~2]^+。碱金属离子与冠醚中的氧形成的金属-氧键不如其水合物中的金属-氧键强,碱金属离子能与冠醚配位形成稳定的配合物主要是由于配体的大环效应和配合物的溶剂化作用。     

冠醚配合物的热力学性质的研究 Ⅲ.碱金属离子与18C6甲基衍生物配位反应的电导研究

用电导法研究了甲醇溶液中Na~ ,K~ ,Rb~ ,Cs~ 与新合成的冠醚2,3-苯并-8,15-二甲基-18C6,2,3-苯并-8,11,15-三甲基-18C6以及苯并-15C5,18C6的配位作用,计算了1∶1配合物的稳定常数.18C6对碱金属离子具有显著的选择性,而其二甲基及三甲基取代物的选择性则较差.冠醚环上引入苯环及甲基使配合物的稳定常数降低,在甲醇中碱金属离子与18C6配合物稳定性次序为K~ >Rb~ >Cs~ >Na~ ,2,3-苯并-8,15-二甲基-18C6配合物稳定性次序为K~ >Rb~ >Na~ >Cs~ ,2,3-苯并-18,11,15-三甲基-18C6配合物稳定性次序为K~ >>Na~ >Rb~ >Cs~ .引入甲基对Na~ 配合物稳定性的影响小于K~ ,Rb~ ,Cs~ ,即阳离子半径对配合物稳定性有较大的影响.在所研究的浓度范围内,碱金属离子-冠醚体系当量电导的降低程度与按配合物结构的预测一致.本文结果为设计具有特定选择性的冠醚结构提供了线索.     

冠醚配合物的研究 Ⅺ.若干苯并-18-冠-6甲基衍生物液膜传输碱金属离子

本文研究了2,3-苯并-11-甲基-18-冠-6,2,3-苯并-8,15-二甲基-18-冠-6和2,3-苯并-8,11,15-三甲基-18-冠-6的氯仿液膜对Na~+,K~+,Rb~+的传输速率.结果指出,传输速率随膜相冠醚浓度增加而增加,两者成线性关系;当冠醚的醚环上甲基数增加则传输速率减小;对同一冠醚,不同金属离子的传输速率与相应配合物稳定常数的大小顺序有一致关系;冠醚传输金属离子时,阴离子一起迁移,阴离子水合能力越强则传输能力越小;传输速率与搅拌速度成线性关系.     

双冠醚研究(Ⅳ)——Schiff碱型和仲胺型双-(苯并15冠-5)对碱金属苦味酸盐的萃取行为

仲胺型双冠醚与四苯硼酸碱金属盐在丙酮溶液中。25℃下的电导说明它们与Na~+可能形成1∶1络合物(冠醚单元∶金属离子),而与K~+、Rb~+、Cs~+离子则形成2∶1络合物。用Schlff碱型和仲胺型双-(苯并15-冠-5)在水-氯仿体系中进行萃取,测量了分配比D和萃取平衡常数K,发现后者的K值均大于前者。双冠醚F_2对K~+的萃取能力最强,选择性最佳。     

用~(23)Na NMR研究冠醚与钠离子的配位反应动力学

作者在一系列工作中研究了在苯并-18-冠-6的醚环上引入甲基后对碱金属,碱土金属离子配位反应的影响,前文用~(23)Na NMR谱研究了钠离子和若干冠醚配合物的稳定性随甲基数目的增加而线性地减少.本文用NMR谱探索了2,3-苯并-11-甲基-18-冠-6(BC1-18C6)与钠离子配位反应.Shchori等曾在Na~+浓度为0.3--1.9mol·dm~(-3)的范围内,用LiSCN维持离子强度,研究了二苯并-18-冠-6(DB-18C6)和钠离子的反应动力学,他们发现     

基于杯[4]冠醚的1,3,4-噁二唑荧光探针的合成及对金属离子的识别

分别以2-苯基-5-(2-吡啶基)-1,3,4-噁二唑及2,5-二苯基-1,3,4-噁二唑为荧光基团,设计合成了基于杯[4]冠醚结构的荧光探针分子1a和1b;利用核磁共振氢谱(~1H NMR)、碳谱(~(13)C NMR)及高分辨质谱(HRMS)表征了其结构.采用紫外-可见光谱及荧光光谱考察了探针分子1a和1b对碱金属离子(Na~+,K~+,Cs~+)、碱土金属离子(Mg~(2+),Ca~(2+))及过渡金属离子(Mn~(2+),Co~(2+),Ni~(2+),Cu~(2+),Zn~(2+),Cd~(2+),Ag~+)的识别作用.结果表明,Na~+可使探针分子1a的二氯甲烷溶液荧光强度显著增强,K+和Cs~+对探针分子1a的荧光强度几乎无影响,而Ca~(2+)及所有过渡金属离子均可有效猝灭探针分子1a的荧光.探针分子1b对于碱金属离子的识别作用与探针分子1a相似,但其与过渡金属离子的络合作用弱于探针分子1a.根据核磁共振表征结果讨论了金属离子与荧光探针的络合位点.     

冠醚配合物热力学性质的研究(Ⅷ)——若干苯-18-冠-6的甲基衍生物与碱金属配位反应的NMR研究

用NMR谱研究了醚环上具有1-3个甲基的18-冠-6衍生物和一些碱金属离子的配位反应,得到了配合物在溶液中有关构象的信息,籍助于CNDO/2方法计算了在醚碳原子上的电荷密度,并测定了Na⁺配合物的稳定常数。     

二苯并-18-冠-6-铵与硫氰酸钴配合物的晶体和分子结构

冠醚化合物因具有环状空腔结构的特点而有独特的配位性能.随着冠醚环上杂原子的数目、种类不同(如氧、氮、硫、磷)而有不同的配合能力及其配位本质.除此之外,冠醚环上电子密度分布对配位能力具有重要作用;金属离子的电子结构对配位性质也有很大影响.对于不是很大的冠醚环来说,通常只配位碱金属、碱土金属、镧系、锕系元素,而较难配位过渡金属离子.近年来,有人通过在冠醚环上引进吸电子基团,减低环上氧原子的电子给予体性质,以求改变配位性能.我们感兴趣的是在以普通冠醚为配体时,配合物同时包含有碱金属与过渡金属离子的配位情况与结构.作者曾对18-冠-6在有钾离子与钴离子体系中的配位情况与晶体结构作了报道,本文研究了硫氰酸铵及氯化钴与二苯并-18-冠-6反应生成的配合物结构及其特点.     

1^H、7^Li、23^Na、133^Cs NMR研究含氮大环醚双内酯和大环胺双内酰胺的配合性能

本文报道~1H、~7Li、~(23)Na、~(133)Cs NMR测定N,N’-二羧甲基大环醚双内酯(1—4)和大环胺双内酰胺(5),N-对甲苯磺酰基大环醚双内酯(6,7),4’-丹磺酰氨基苯并-18-冠-6(8)与Li~+、Na~+、K~+、Cs~+、Cd~(2+)和Pb~(2+)金属离子的配位作用,并以非线性最小二乘法拟合计算了配合物的形成常数;同时,发展了一种用~(133)Cs NMR测量冠醚和碘离子竞争配合Cs~+的配合物形成常数的新技术.     

冠醚配合物的研究——Ⅻ.电导法研究若干甲基冠醚与Na~+、K~+在DMF中的配位反应

本文采用微量电导滴定技术和计算机拟合,获得在DMF中Na~+和K~+与2,3-苯并-11-甲基-18-冠-6(BCl-18C6),2,3-苯并-8,15-二甲基-18-冠-6(BC2-18C6),2,3-苯并-8,11,15-三甲基-18-冠-6(BC3-18C6)的配合物的稳定常数及反应热焓,并对所得结果进行了讨论。     

冠醚配合物热力学性质的研究 Ⅳ.若干碱金属及碱土金属离子与2,3-苯并-8,11,15-三甲基-18-冠-6配位反应的量热滴定研究

用自制滴定量热计测定了2,3-苯并-8,11,15-三甲基-18-冠-6与Na,K,Rb,Cs,Mg,Ca,Sr,Ba共8种碱金属及碱土金属氯化物的配位作用,直接计算了配合物稳定常数与配位反应热函.所得结果表明,碱金属与碱土金属中K~+和BaS~(2+)的直径与冠醚腔径匹配最好,其稳定常数最高,而Ba~(2+)配合物稳定性又比K~+的高,因前者的离子-偶极键较后者强.碱金属配合物的稳定性顺序为K>Na>Rb>Cs,与电导法的结果一致.碱土金属配合物的稳定性顺序为Ba>Sr>Mg>Ca.热函的顺序与稳定常数的顺序一致.     

硝酸铈(Ⅲ)与二苯并-18-冠-6配合物的合成、表征和结构

自Padersen首次报道了冠醚及其金属配合物以来,冠醚对金属离子特殊的配位性质引起人们极大的重视。近廿年来,有关这类化合物的研究发展很快。二苯并-18-冠-6(DB18C6)作为最早合成出的冠醚,它与金属离子的配位作用已被广泛研究。Cassol等曾合成出硝酸稀土与DB18C6的配合物,但对硝酸铈(Ⅲ)与DB18C6固体配合物的性质、晶体结构和分子     

冠醚过渡金属配合物的制备

碱金属、碱土金属、希土元素、锕系元素的阳离子与冠醚形成配合物的报导已有许多,但过渡金属Mn、Co、Ni、Cu的二价阳离子与冠醚形成配合物的报导却很少,而且不成系统,还未见到Fe~(3+)、Cr~(8+)与冠醚形成配合物的报导。我们以12-冠-4(Ⅰ)、15-冠-5(Ⅱ)、18-冠-6(Ⅲ)为配体,制备了Fe~(3+)、Cr~(3+)、Mn~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)Cu~(2+)的硝酸盐和氯化物两系列配合物。     

稀土冠醚类配合物的研究(ⅩⅪ)——稀土硫氰酸盐与1,8-亚辛基双(苯并-15-冠-5)双核固态配合物的合成与表征

已有的对不同类型双冠醚与碱金属配合物的研究工作表明,双冠醚可与半径比醚穴孔径大的碱金属阳离子发生协同配位作用,形成夹心式结构,熵效应比单冠醚有利,并在配位选择性及配位能力方面均比相应的单冠醚有所增强.然而,关于双冠醚对稀土金属配位行为的研究工作尚不多见.我们已研究了1,8-二羰基亚辛基双(苯并-15-冠-5)与稀土元素的固态配合物,结果表明轻重稀土元素与该双冠醚配体形成双核式和夹心式两种不同的结构,初步说明双冠醚能否对稀土元素发生协同配位作用.除了与金属离子的离子势、冠醚环本身     

若干甲基冠醚的碱金属和碱土金属配合物的热力学研究

本文将我们研究18-冠-6及15-冠-5的甲基衍生物与碱金属及碱土金属配位反应的热力学数据加以总结并使之系统化,综合讨论了冠醚的取代基对配位能力的影响,在此基础上提出了计算冠醚配合物稳定常数的经验公式,对一百多个数据进行计算,得到了满意的结果.     

若干甲基冠醚的碱金属和碱土金属配合物的热力学研究

本文将我们研究18-冠-6及15-冠-5的甲基衍生物与碱金属及碱土金属配位反应的热力学数据加以总结并使之系统化,综合讨论了冠醚的取代基对配位能力的影响,在此基础上提出了计算冠醚配合物稳定常数的经验公式,对一百多个数据进行计算,得到了满意的结果.     

α-丙氨酸和L-组氨酸的分子力学计算及其镧系离子配合物结构的NMR研究

应用分子力学计算得到了α-丙氨酸和L-组氨酸在溶液中的分子结构。在此基础上, 通过对镧系离子诱导位移的分析和模拟, 计算了氨基酸镧系离子配合物的13^C NMR作接触位移, 模拟了配合物的分子结构。结果表明, 在α-丙氨酸镧系离子配合物中, Ce^3+, Pr^3+, Nd^3+与丙氨酸的一个氧原子和一个氮原子形成双齿配位; Sm^3+, Eu^3+, Tb^3+, Dy^3+, Ho^3+, Er^3+, Tm^3+, Yb^3+则与两个氧原子形成双齿配位, 在L-组氨酸镧系离子配合物中, Ce^3+~Eu^3+与组氨酸的两个氧原子和α-氨基的氮原子形成三齿配位, 镧系离子Tb^3+~Yb^3+则与两个氧原子形成双齿配位, 同时, 还讨论了pH条件对氨基酸镧系离子配合物结构的影响。     

稀土冠醚配合物的激光拉曼和红外光谱

本文观察了各个硝酸稀土与15-冠-5(1)、18-冠-6(2)生成的配合物的激光拉曼和红外光谱。配位体的C-O-C红外伸缩振动频率向红移,提供了两者发生配位的迹象。轻、重稀土配合物的不同光谱特征主要取决于配合物水合与否的不同空间构型。875cm~(-1)附近峰属于稀土离子与冠氧原子配位后的金属-氧环伸缩振动,它仅存在于轻稀土无水配合物中。     

铁系元素冠醚配合物的研究——Ⅸ.铁系氯化物与4′-溴-5′-硝基苯并-15-冠-5固体配合物的合成及性质

近年来,有关过渡金属离子冠醚配合物的研究虽有一些报道,但这些研究所涉及的配体大多数是单取代苯并冠醚,对双取代苯并冠醚配位的研究则很少。为了进一步弄清取代冠醚对过渡金属配位性能的影响,我们研究了混合双取代的苯并-15-冠-5,根据文献[2,3]合成了4′-溴-5′-硝基苯并-15-冠-5,并制得了一种新的配合物FeCl_3·L,经性质证明此配合物是1:1型非溶剂合、不含水的固体配合物,其三个Cl~-离子位丁配合物的外界。     

过渡金属大环配合物的研究Ⅲ 4-硝基-苯并15冠-5与钴(Ⅱ)、铜(Ⅱ)和银(Ⅰ)配合物的合成及性质

有关冠醚配体与碱金属,碱土金属和稀土离子形成配合物的特性研究,国内外均有报导,但冠醚与d-过渡金属离子配合物的研究工作,则开展较晚,文献报导亦甚少。本文为探讨4-硝基-苯并15冠-5(No_2·B15C15)与过渡金属离子的配位能力,合成了Co(Ⅱ),Cu(Ⅱ),和Ag(Ⅰ)与4-硝基-苯并15冠-5配合物。并进行了元素分析,X-射线衍射,红外光谱,摩尔电导,激光拉曼光谱及差热-热失重分析的研究。