杯芳烃的配位化学研究 Ⅰ.对叔丁基杯芳烃对铜的萃取

新一代大环化合物杯芳烃(calixarcne)的研究已引起广泛的兴趣,它是由酚环和亚甲基组成的环多聚体,其结构呈杯状.杯底OH及杯盖R基可被各种基团取代,在其环形结构中具有适当体积的洞穴,在此空穴中能容纳客体而形成主客体配合物,可模拟酶催化的初始过程,在催化及分析分离等方面也有广泛的应用.但杯芳烃的配位化学研究很少,本文首先合成了对叔丁基杯[4]芳烃、对叔丁基杯[6]芳烃及对叔了基杯[8]芳烃(分别简称杯[4]、杯[6]及杯[8]),研究它们对铜的萃取,并探讨了萃取机理.     

杯芳烃酰胺类衍生物对金属离子的萃取性能

以吗啉和六氢吡啶修饰的四种对叔丁基杯[n]芳烃酰胺类衍生物(n=6,8)为萃取试剂,研究了它们对Na+,K+及部分过渡金属等十种金属离子的萃取作用.结果表明此类杯芳烃酰胺类衍生物对过渡金属离子有良好的选择性识别作用.其中,吗啉取代基修饰的杯[8]芳烃萃取效果最好.     

叔丁基杯[6]芳烃的去叔丁基反应

报道了以对叔丁基杯[6]芳烃为原料,室温时,在三氯化铝催化下选择性脱去叔丁基的工艺.探讨了在合成去叔丁基杯[6]芳烃实验中催化剂用量对反应结果的影响,并对反应机理进行了讨论.结果表明,当n(AlCl3)∶n(p-tert-calix[6]arene)=8~9.5∶1时,分离得到了两种去叔丁基杯[6]芳烃:5-叔丁基-37,38,39,40,41,42-六羟基杯[6]芳烃和37,38,39,40,41,42-六羟基杯[6]芳烃,当n(AlCl3)∶n(p-tert-calix[6]arene)=10.5∶1时,得到37,38,39,40,41,42-六羟基杯[6]芳烃,产率90.8%.     

香豆素冠醚双功能化杯[4]芳烃的合成

以对叔丁基杯[4]芳烃为原料,经碱催化合成了26,28-双(4,7-双甲氧基香豆素)-5,11,17,23-四叔丁基杯[4]-冠-6(2)。其结构经1H NMR,IR和元素分析表征,2为锥形结构。     

含卤素杯[4]芳烃衍生物的合成及其对金属离子的萃取性能

以对叔丁基苯酚为原料,经逐步反应在对叔丁基杯[4]芳烃的下缘引入含卤素的基团,得到了一系列含卤素的杯[4]芳烃衍生物(记为1,2,3,4);利用核磁共振谱和气相色谱-质谱证实了目标产物的结构;并评价了产物对水中的Cr3+、Cu2+、Ag+的萃取性能.结果表明:杯[4]芳烃衍生物2、3和4分别对Cr3+、Cu2+和Ag+具有较好的萃取效果.     

对叔丁基杯[8]芳烃醚类衍生物的合成

以对叔丁基苯酚和甲醛为原料,在碱催化下,采用一步法合成了对叔丁基杯[8]芳烃(1)。对1的下缘酚羟基改性,用碘甲烷、碘乙烷、正溴丙烷、正溴丁烷为烷基化试剂,在氢化钠作用下,制备了一系列全O-烷基化的杯[8]芳烃醚衍生物,其结构经1HNMR和IR表征。     

去叔丁基杯[8]芳烃乙酸钠对紫杉醇包合作用的研究

采用紫外分光光度法和荧光光谱法研究去叔丁基杯[8]芳烃乙酸钠对紫杉醇的包合和释放过程,考察了二者物质的量之比、温度等因素对包合作用的影响.结果显示去叔丁基杯[8]芳烃乙酸钠在一定条件下与紫杉醇可形成稳定的超分子包合物,包合后水溶性明显提高,且随着去叔丁基杯[8]芳烃乙酸钠/紫杉醇物质的量之比的增加,荧光强度明显增强.去叔丁基杯[8]芳烃乙酸钠今后有望成为紫杉醇类抗肿瘤药物的良好载体.     

对叔丁基杯芳烃与稀土配合物的合成表征及抑菌活性

合成了对叔丁基杯[6]芳烃(H6L)及对叔丁基杯[8]芳烃(H8L′)与稀土RE(La,Sm和Tb)的配合物,通过元素分析、红外光谱进行表征,研究了这些配合物对高山红景天立枯丝核菌(Rhizoctonia solai Kuhn)和尖孢镰刀菌(Fusarium oxyporumSchlecht)的抑菌活性.结果表明,其配合物组成分别为[RE(H4L)(DMF)4(OH)].H6L和[RE(H6L′)(NO3)(DMF)4].2DMF(RE=La,Sm,Tb;H4L为电离出两个H 的H6L;H6L′为电离出两个H 的H8L′).配合物对这两种真菌均有较好的抑菌效果,浓度高则抑菌能力强,杯[8]芳烃稀土配合物的抑菌能力较杯[6]芳烃稀土配合物强.     

新型硫杂杯[4]芳烃衍生物的合成

在对叔丁基硫杂杯[4]芳烃(1)的下缘1,3-位引入芳醛基制得硫杂杯[4]二醛基衍生物(3);3在水合肼中肼解制得硫杂杯[4]二醛腙基衍生物(4);4与5,5'-亚甲基二水杨酰基二水杨酰氯经缩合反应合成了具有桥连结构的硫杂杯[4]芳烃桥联氮杂衍生物(6),3,4和6为新化合物。其结构经1H NMR,IR,ESI-MS和元素分析表征。     

四硫脲基杯[4]芳烃衍生物的合成

对叔丁基杯[4]-1,3-二乙酸乙酯与过量的二乙基三胺反应,生成含有游离氨基的杯芳烃酰胺衍物(2),2再与异硫氰酸苯酯反应合成了含4个硫脲基的杯[4]芳烃衍生物,其结构经1H NMR,IR,MS和元素分析表征。     

新型杯[4]芳烃衍生物的合成

以对叔丁基杯[4]芳烃为起始原料,通过一步或两步取代反应合成了对叔丁基杯[4]芳烃的衍生物(1和2),其结构经FT-IR,^1H NMR,FAB-MS表征．     

杯[4]芳烃硫脲基席夫碱衍生物的合成

对叔丁基杯[4]芳烃-1,3-二醛基衍生物与苯基氨基硫脲反应,高产率地合成了含硫脲基席夫碱单元的新型杯[4]芳烃衍生物,其结构经1H NMR,IR和ESI-MS表征。     

一种新型含喹啉环杯[4]芳烃衍生物的合成

以对叔丁基苯酚为起始原料,把酯基和具有荧光性质的喹啉环引入杯芳烃大环分子中,通过缩合,两步取代反应,获得了具有荧光性质的新型含喹啉环杯[4]芳烃衍生物。其结构经1H NMR,IR,MS和元素分析表征。     

不对称受阻酚型杯芳烃的合成

以对叔丁基苯酚和甲醛水溶液为原料,经过环化缩聚、脱叔丁基、氯甲基化三步反应,最后与2-甲基-6-叔丁基苯酚进行亲核取代反应,合成了不对称酚型杯[n]芳烃4a(n=4)和4b(n=6),表征了它们的结构,并确认了4a中杯环为锥体构象。     

单炔基桥联双杯[4]芳烃的合成与对溶剂分子的包合性能

对叔丁基杯[4]芳烃直接与1,4-二氯-2-丁炔反应,一步制备了单炔基单桥联双杯[4]芳烃和单炔基双桥联双杯[4]芳烃,并证实单桥联双杯[4]芳烃是双桥联双杯[4]芳烃的中间产物.经¹HNMR,¹³CNMR和ESI-MS分析证实了产物的结构.ESI-MS结果表明两种产物对DMF和H₂O有不同的包合能力.     

超声波辐射法合成对叔丁基杯[8]芳烃酯类衍生物

在超声辐射条件下,以对叔丁基杯[8]芳烃为原料,采用氯乙酸乙酯为烃基化试剂,KI为离子交换剂,在K2CO3/丙酮体系中进行衍生化反应可高效制备对叔丁基杯[8]芳烃乙酸乙酯基衍生物;讨论了超声功率、反应时间、原料摩尔配比及催化剂等因素对收率的影响.实验结果表明：使用200 W的超声功率,氯乙酸乙酯过量50%,反应时间为25 min时,精制后杯芳烃酯类衍生物收率达到82.2%.     

新型对叔丁基杯[4]芳烃1,3-二酮衍生物的合成

以对叔丁基苯酚为起始原料,经聚合反应得对叔丁基杯[4]芳烃(2);2经醚化和缩合反应合成了一个新型的对叔丁基杯[4]芳烃1,3-二酮衍生物,其结构经1H NMR,13C NMR和MS表征。     

偶氮和亚氨基团作为下垂螯合臂的新型杯[4]芳烃衍生物的合成及性质

以对叔丁基杯[4]芳烃为原料,经过取代、缩合等多步反应,合成了5个下缘同时含有偶氮和亚氨基团的新型杯[4]芳烃衍生物,其结构经IR、1H NMR、13C NMR和元素分析进行了表征.并通过UV/Vis光谱研究了其对金属离子的识别作用.结果发现化合物25,27-二羟基-26,28-二{2-[2-(N-(4-苯偶氮基-1-萘基)亚氨基次甲基)苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃(4c)对Al3+和Sn2+有较好的识别作用,而化合物25,27-二羟基-26,28-二{2-[2-(N-(4-(4-甲基苯偶氮基)-1-萘基)亚氨基次甲基)苯氧基]乙氧基}对叔丁基杯[4]芳烃(4e)可以专一性地识别Al3+,其与Al3+络合的物质的量比为1∶1.     

杯[6]芳烃钪配合物催化DTC开环聚合动力学及其机理

以对叔丁基杯[6]芳烃和异丙氧基钪为原料, 合成了对叔丁基杯[6]芳烃钪配合物, 该配合物可在温和条件下单组分引发2,2－二甲基三亚甲基环碳酸酯(DTC)开环聚合, 制备重均分子量为33700, 分子量分布为1.21的聚合产物. 动力学研究表明该聚合反应对单体和催化剂浓度均呈一次方关系, 表观活化能为22.7 kJ/mol; 通过1H NMR研究聚合物端基, 表明单体的开环机理为Sc-O活性中心引发的酰氧键断裂开环.     

杯芳烃LB膜修饰电极及其识别性能

为了得到性能好的修饰电极,尝试使用不同的杯芳烃制作LB膜修饰电极,研究了不同空腔大小的和不同上缘取代基的杯芳烃LB膜成膜情况,发现对叔丁基杯芳烃和对烯丙基杯[4]芳烃都可以得到稳定的LB膜,杯环大小可以影响成膜的平均分子占有面积。不同取代基的杯芳烃识别金属铊离子的性能不同,叔丁基基本没有特别的响应,烯丙基有较好的响应,这应归因于电极表面烯丙基对铊离子的吸附或络合作用。