含2,6-二甲酰胺基吡啶单元的大环合成、结构及其对四面体构型阴离子的络合性质

采用前体二胺N,N′-(3-氨基苯基)-2,6-二甲酰亚胺吡啶(1)和5,5′-亚甲基双水杨醛(2)进行缩合反应得到含酚羟基的[1+1]席夫碱大环L¹,将其中席夫碱C=N双键还原得到环状骨架更具柔性的饱和大环L²。通过¹H NMR、FABMS和元素分析等对大环组成进行了表征,并通过X射线单晶衍射解析了两个大环分子的晶体结构。采用UV-Vis光谱滴定技术对大环与系列阴离子的络合作用进行了考察,结果表明,席夫碱大环L¹对四面体构型的阴离子H₂PO^-₄、HP₂O₇^3-和H₂P₂O₇^2-有明显的选择性识别作用,进一步通过UV-Vis光谱、核磁滴定等技术获得了识别反应的配位比及平衡常数(K),L¹对3个磷酸阴离子的络合能力依H₂PO^-     

含吡啶-2,6-二酰亚胺单元的大环化合物合成及性质

在硫酸催化作用下,用前体二醛1[1,3-二(2'-甲酰苯氧基)丙烷]和前体二胺2[N,N'-(2-胺基苯基)-2,6-二甲酰亚胺吡啶]合成了[1+1]席夫碱大环化合物3,进一步还原得到饱和大环4。 用¹H NMR、IR、元素分析和质谱等技术手段对大环3和4的组成进行了表征。 采用X射线衍射仪测定了大环3 和4的晶体结构。 用UV-Vis光谱仪对大环3和4与系列阴离子的作用分别进行了考察,结果表明,饱和大环4仅对F^-有明显的选择性作用,并测定了该配位反应的配位比和平衡常数,进一步考察了大环3和4对甲醇的吸附性能。     

含噁二唑大环冠醚的合成、 结构及金属离子识别性能

合成了含有1,3,4-噁二唑基团的大环冠醚: 2,3,11,12-二苯并-4,7,10,16-四氧-14,15-二氮杂双环[11.2.1]-十六烷-13,15-二烯(2)、 2,3,14,15-二苯并-4,7,10,13,19-五氧-17,18-二氮杂双环[14.2.1]-十九烷-16,18-二烯(3)和2,3,17,18-二苯并-4,7,10,13,16,22-六氧-20,21-二氮杂双环[17.2.1]-二十二烷-19,21-二烯(4), 并培养得到其单晶; 通过核磁共振波谱、 高分辨质谱及X射线单晶衍射对其结构进行了表征. 结果表明, 冠醚2属正交晶系, Pna2₁空间群; 冠醚3属于单斜晶系, C2/c空间群; 冠醚4属正交晶系, Pbca空间群. 在3个主体化合物中均存在分子间氢键和π-π相互作用将分子连接成三维空间结构. 采用荧光光谱测定了开链冠醚2,5-二[2-(2-甲氧乙氧基)苯基]-1,3,4-噁二唑(1)和不同环空腔大小的噁二唑冠醚(2~4)对金属离子Li ⁺, Na ⁺, K ⁺, Rb ⁺, Mg ²⁺和Ca ²⁺的键合行为. 研究结果表明, 开链冠醚1和冠醚4对碱土金属Mg ²⁺和Ca ²⁺表现出荧光猝灭行为, 且对Ca ²⁺表现出良好的键合能力和选择性; 而冠醚2对Na ⁺和K ⁺表现出良好的键合能力, 但其Na ⁺/K ⁺的选择性较差.     

钠离子选择性双管微电极及在生物医学中的适用性

钠离子选择性电极可用来测量体液及体表面钠离子进行疾病的诊断及监测,钠玻璃微电极巳用于研究心肌及神经细胞内钠离子的生理、病理作用^[1-4]。液膜型钠离子选择性微电极制作方便,内阻较小,亦有报导^[5]。本工作采用N,N′-双二苄基-3,6-二氧杂辛二酰胺为活性物质,癸二酸二丁酯为增塑剂研制了一种PVC膜钠离子选择性双管复合型微电极。探讨了该微电极在生物医学测量中的适用性。该微电极性能良好,对K⁺的选择性同文献报道的同类电极^[6]相近,而抗Ca²⁺、Mg²⁺等离子的干扰能力有较大的提高。     

含2,6-吡啶二甲酰胺基和二甲基双吡咯甲烷单元的大环合成及其与醋酸根的键合性质

将前体N,N'-(3-胺基苯基)-2,6-二甲酰胺吡啶(1)和5,5-二甲基-1,9-二甲酰基二吡咯甲烷(2)进行缩合作用得到[1+1]Schiff碱大环3.进一步将Schiff碱大环3还原得到饱和大环4.采用~1H NMR,FT-IR,FABMS和元素分析等对大环的组成进行了表征,通过X射线单晶衍射技术解析了大环4的晶体结构.采用紫外-可见吸收光谱、核磁和等温量热滴定等技术对大环3和4分别与AcO~-阴离子的键合作用进行了考察,获得了反应的键合比、键合常数(K)及Δ_(r)H_m,Δ_(r)S_m,Δ_(r)G_m等热力学参数信息.结果表明,大环3与AcO~-氢键作用的键合比为1∶1,键合常数K_a≈10~5 L·mol~(-1),具有更柔性的环状骨架大环4与AcO~-作用的键合比为1∶2,K_(a1)≈10~3 L·mol~(-1),K_(a2)≈10~5 L·mol~(-1).     

手性单Schiff碱大环对青霉胺对映体识别研究

大量手性药物分子均具有D-和L-对映异构体, 呈镜像结构的对映体通常表现出截然不同的生理学反应. 青霉胺(Pen)是从青霉素中获取的一种常见的手性药物, 研究者为了实现这两种对映异构体严格区辨和分析一直在不断付出努力. 基于含有NH功能基的手性席夫碱大环化合物具有合成条件温和、结构收敛的优点, 本工作报道了含NH功能基的手性单Schiff碱大环对映异构体的合成(C_R和C_S)及其对小分子青霉胺对映体(D-Pen和L-Pen)的键合作用及对映体识别选择性. 通过X射线单晶衍射技术解析了单Schiff碱大环对映异构体的晶体结构, 结果表明这两个大环对映体均具有扭曲的非平面构型, 环状骨架中与环己基手性碳相连的亚胺(NH)质子均指向环腔内侧. 采用紫外可见光吸收光谱(UV-Vis)和核磁共振氢谱(¹H NMR)滴定技术对手性大环与青霉胺对映体之间相互作用行为进行考察, 表明手性大环与青霉胺不同对映体键合比均为1∶1, 键合常数接近10⁷ L•mol^-1, 电喷雾电离质谱法(ESI-MS)表征观察到大环与青霉胺按1∶1键合的缔合物[C-Pen+H]⁺的分子离子峰. ¹H NMR滴定表明手性大环与青霉胺对映体之间的缔合源于大环结构中不对称NH功能基与青霉胺对映体之间形成分子间氢键作用. 通过手性大环与青霉胺对映异构体之间的键合常数比较, 表明大环C_R对L-Pen具有更高的选择性键合能力, 而C_S则对D-Pen表现出更高的选择性键合能力, 选择性键合常数比均接近2倍. 进一步通过圆二色光谱(CD)滴定考察, 阐释了手性大环与青霉胺对映体选择性键合作用能力与两者之间对映体结构的手性匹配性质密切相关, 主体大环对与其手性相匹配青霉胺对映体表现出较高的键合作用能力, 而与手性不相匹配的青霉胺对映体键合作用则相对较弱.     

新型喹喔啉-三苯胺衍生物的合成及其对Fe3+的识别性能

以4,4-二溴苯偶酰为原料,经过两步反应得到一种新的喹喔啉-三苯胺衍生物4',4''-（6-溴喹喔啉-2,3-二基）双（N,N-二苯基-[1,1'-联苯] -4-胺）（TP1）。通过¹H NMR、¹³C NMR和HR-MS对其结构进行了表征,并利用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱研究了衍生物对Fe³⁺的识别性能。光谱测试结果表明：衍生物溶液与Fe³⁺作用后,296nm处的吸光度出现明显变化,说明TP1能选择性识别Fe³⁺;当Fe³⁺浓度为4～200μmol/L时,TP1吸光度与Fe³⁺浓度呈现良好的线性回归关系(R²=0.9977)。      

一种席夫碱大环的合成及其与稀土离子的识别研究

采用前体二胺1[间苯二酚-双(4-氨基苯基)醚]和前体二醛2[1,7-二-(2'-甲酰苯基)-1,4,7-三氧庚烷],在Ba2+的诱导作用下,用"一锅煮法"合成得到一种新型的席夫碱大环3,利用1H NMR,13C NMR,IR,质谱等对其进行了结构和组成表征。进一步采用UV-vis光谱技术,对大环3与系列稀土金属离子的键合作用进行考察。结果表明,大环化合物3对铕(III)离子具有选择性识别作用,并进一步测定了大环3与铕(III)离子配位作用的键合比为1∶1,键合常数为1.72×104L·mol-1。     

双臂套索冠醚双核铜(Ⅱ)配合物的磁性质研究

测定了双臂套索冠醚双核铜(Ⅰ)配合物[Cu₂L(OH)](ClO₄)₃Me₂CO(L=N,N'-二(8-喹啉甲基)-1,4,10,13-四氧-7,16-二氮环八环)的变温磁化率(4～300K),所加场强为5.O×10⁵A/m.拟合了变温磁化率数据,得到J=-279.cm^-1;加上分子场校正后,得J=-257.7cm^-1,Zj'=-30.1cm^-1.拟合结果表明,分子间存在反铁磁性交换作用,而分子内的磁交换(J＜500cm^-1)还未大到使其反铁磁性交换作用变为抗磁性.用自旋倾斜体系解释了其反常的χm-H图.晶体结构和Cu²⁺3d轨道的分析表明,磁交换作用是通过OH桥进行的.比较了另外2个类似的双核铜(Ⅰ)大环OH桥联配合物,得出了J值和轨道重叠之间的关系.     

1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐和水组成的混合电解液中三价铬电沉积铬的研究

本文在[BMIM]OAc-H₂O电解液中研究了Cr³⁺的电沉积反应. 经循环伏安研究表明,Cr³⁺的还原属于受扩散控制的分步还原过程, 即Cr³⁺ + e →Cr²⁺和Cr²⁺ + 2e → Cr⁰. 在40℃下通过Rendle-Sevcik方程计算得到Cr³⁺的扩散系数为1.2×10^-8 cm²/s. 采用计时电流法探讨了Cr的三维瞬时成核机理. 对沉积的铬镀层进行了XRD、SEM表征, 结果表明经600℃氩气保护下煅烧后的镀层由Cr和Cr₂O₃纳米球状颗粒聚集而成, 其平均粒径为0.48μm. 对40℃,-3.0V条件下所得镀层进行EDX检测,发现Cr与O的能级峰十分明显,其中Cr的质量分数为83.8%. 通过在[BMIM]OAc、[BMIM]BF₄和[BMIM]PF₆三种离子液体体系中电镀得到的Cr镀层质量的比较, 表明OAc-的确有利于Cr的电沉积.     

含酰亚胺骨架的大环化合物合成、结构及其对阴离子的识别研究

在磷酸催化作用下,采用前体二胺N,N’-(2-胺基苯基)-2,6-二甲酰亚胺吡啶(1)和前体二醛1,4-二(2’-甲酰苯氧基)丁烷(2)进行缩合作用得到[1+1]Schiff碱大环化合物3,进一步将Schiff碱大环3还原得到饱和大环4.并采用1H NMR,IR,质谱和元素分析等技术对大环3和4的组成进行了表征.采用X射线单晶衍射技术测定了Schiff碱大环3的晶体结构,结果表明大环3具有扭曲的"8"字形结构.采用UV-vis光谱滴定技术对大环与系列阴离子的键合作用进行了考察,结果表明,Schiff碱大环3对F-离子有明显的选择性识别作用,并测定了该配位反应的配位比和平衡常数.     

金属串配合物[Ni3(L)4(NCS)2](L = dpa-, mpta-, mdpa-, mppa-)结构和磁性的理论研究

应用密度泛函理论BP86方法结合自然键轨道分析方法对具有分子导线潜在应用前景的金属串配合物[Ni₃(L)₄(NCS)₂](L = dpa^- (1), mpta^- (2), mdpa^- (3), mppa^- (4))进行研究,分析了桥联配体L对Ni―Ni相互作用和磁耦合性质的影响.结果得到: (1)配合物的基态均是对应于五重态(HS)的反铁磁(AF)单重态, HS的能量和结构与AF态相近, Ni₃⁶⁺链形成了三中心四电子σ键(σ₂σ_nb¹σ^*1). (2) dpa^-引入甲基成为mdpa^-,对Ni―Ni、Ni―N距离影响不大; 3H-吡咯环和噻唑环取代吡啶环后, N1―N2、Ni―Ni距离增大, Ni2―N2键长缩短,但噻唑环的影响较小;故Ni―Ni相互作用强度为1 ≈ 3 > 2 > 4. (3)预测了3和4的J_ab值为-103和-88 cm^-1,随Ni―Ni相互作用增强磁耦合效应增大. Ni―Ni相互作用越大,通过Ni₃⁶⁺链σ型轨道的直接磁耦合越强; Ni2―N2键越强,通过涉及桥联配体的间接磁耦合越强,直接磁耦合比间接磁耦合更强.     

一种三苯胺酰腙荧光探针的合成及其对Al3+的选择性识别

将4-二苯基氨基苯甲酰肼和2,4-二羟基苯甲醛结合,合成了一种新的三苯胺酰腙类荧光探针(N18),并利用核磁共振氢谱(¹H NMR)、碳谱(¹³C NMR)和质谱(MS)技术对其结构进行了表征。在二甲基亚砜(DMSO)/H₂O溶液中对N18的光学性能进行了测定。紫外-可见(UV-vis)吸收光谱和荧光发射光谱结果表明,N18对Al³⁺识别表现出高选择性和高灵敏度,并且对其他金属离子有较强的抗干扰能力。利用Job曲线和¹H NMR测得N18与Al³⁺的结合比为1∶1,通过荧光滴定得到N18对Al³⁺的检出限为4.9×10^-8mol/L,结合常数(K_a)为5.95×10⁵ L/mol。探针N18可以检测实际水样中的Al³⁺,并且可以制备成试纸用于检测Al³⁺,具有一定的应用前景。     

钌多吡啶配合物的合成及插入配体的位阻效应对键合DNA的影响

合成了2,3-二甲基-1,4,8,9-四氮三联苯(dmtatp)和2,3-二苯基-1,4,8,9-四氮三联苯(dptatp)两种新配体及它们与2,2′-联吡啶和钌(Ⅱ)的混配物[Ru(bpy)₂dmtatp]²⁺(1)和[Ru(bpy)₂dptatp]²⁺(2),用电子吸收光谱、稳态荧光、粘度测定和圆二色谱研究了配合物与小牛胸腺DNA的相互作用。结合我们以前对配合物[Ru(bpy)₂tatp]²⁺(3)(tatp为1,4,8,9-四氮三联苯)与小牛胸腺DNA的作用研究,得出配合物与DNA的键合强度顺序为:[Ru(bpy)₂tatp]²⁺>[Ru(bpy)₂dptatp]²⁺>[Ru(bpy)₂dmtatp]²⁺,这与插入配体的位阻效应的减少趋势相一致。同时,还测定了配合物与DNA的键合常数。     

含2,6-吡啶酰亚胺骨架单元的[2+2]大环合成及其对金属铜(Ⅱ)的配位反应研究

将前体2,2-二[5'-(2'-甲酰呋喃基)]丙烷(1)与N,N'-(2-胺基苯基)-2,6-二甲酰亚胺吡啶(2)进行缩合作用得到[2+2]Schiff碱大环L,采用1H NMR、MS和FT-IR等手段对大环组成进行了表征。通过采用UV-vis吸收光谱对大环与系列金属离子配位行为考察,表明对所考察的系列金属离子中,该大环仅对铜(Ⅱ)有选择性识别作用。在DMF/H_2O(V/V,5∶1)混合溶剂中,通过UV-vis吸收光谱滴定获得大环L与铜(Ⅱ)配位反应的键合比为1∶2,配合物稳定常数为K_1=5.19×103L·mol~(-1),K_2=1.48×105L·mol~(-1)。     

N,N′-二甲基-N,N′-二辛基-4-氧庚二酰胺萃取镧的研究

为了研究不同的酰胺夹醚化合物对萃取镧的性能，本文使用N,N′-二甲基-N,N′-二辛基-4-氧庚二酰胺(DMDOOHA)为萃取剂，以1-甲基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐离子液体([C₄mim⁺][PF₆^-])为稀释剂，研究其在水相中萃取La³⁺的行为，考察了萃取时间，pH,萃取剂的的浓度、及温度对萃取分配比的影响。实验表明，萃取剂在离子液体[C₄mim⁺][PF₆^-]中对La³⁺的具有强烈的萃取能力。机理研究表明，在([C₄mim⁺][PF₆^-]体系中，萃取剂与La³⁺可能形成3∶1配合物。萃取过程为热力学自发的过程。     

镍(Ⅱ)、铜(Ⅱ)四氮配合物的合成与晶体结构表征

使用大环缩合方法合成了2个新的配合物[NiL]I·0.5H₂O[L^-=乙酰丙酮缩N,N′-二(2-氨乙基)-1,3-丙二胺阴离子]和[Cu(2,3,2-tet)I₂][2,3,2-tet=N,N′-二(2-氨乙基)-1,3丙二胺],并解析了其单晶结构.在[NiL]⁺配离子中1个六元环上的1个碳原子带有1个单位的负电荷并与相邻的2个C=N双键形成共轭体系.共轭体系的存在使该配合物呈配位反应惰性.在配合物[Cu(2,3,2-tet)I₂]中,铜离子配位环境为碘离子配位的4+2拉长八面体构型.     

1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐与乙酸钠混合电解液中三价铬电镀的研究

本文研究了Cr³⁺在1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐（[BMIM]HSO₄）电解液中的电沉积反应以及添加剂NaOAc对电镀铬的影响. 含Cr³⁺电解液的循环伏安结果表明,Cr(III)还原为Cr(II)的峰电位是-1.5 V (vs. Pt), 峰电位和峰电流均满足Rendle-Sevcik扩散方程,由该方程计算得到Cr³⁺的扩散系数为1.6 × 10^-8 cm²·s^-1. 铬镀层的X射线衍射和扫描电子显微镜表征结果表明镀层由纳米球状的单质铬颗粒聚集而成,其平均粒径为0.87μm. 在电解液中添加NaOAc后,Cr³⁺的还原峰电位正移了约0.25 V. 同时EDS结果表明,在NaOAc的作用下镀层中Cr/O摩尔比由4.48增加至6.28,这说明OAc^-有利于单质铬的电沉积. 当电解液中NaOAc-[BMIM]HSO₄-CrCl₃-H₂O的摩尔比为0.075:1:0.5:6时,所得的镀层最厚(63 μm)与电流效率最高(33.5%).     

芳香寡聚磺酸酯桥联大环化合物的合成及其对Sn2+和Bi3+的识别作用

以4,6-二烷氧基-1,3-苯二磺酰氯和芳香二酚为原料,三乙胺作缚酸剂,二氯甲烷作溶剂,采取一步成环法合成了3种磺酸酯桥联大环化合物。合成产物的结构用IR、¹H NMR、¹³C NMR和MALDI-TOF等技术手段进行了确认。利用紫外光谱分析的方法研究了4,6,16,18-四正戊氧基-11,23-二甲基-1,3,13,15-四磺酸酯间苯芳香大环(5)对Ca²⁺、Pb²⁺及部分过渡金属等20种金属离子的识别。结果发现,其对Sn²⁺显示出一定的选择性,由于Sn²⁺和Bi³⁺协同作用的影响,在化合物5-Sn²⁺的体系中加入Bi³⁺,紫外吸收光谱在325 nm左右的吸收增强了许多,这说明化合物5对Bi³⁺显示出优于Sn²⁺的较好选择性。     

对位取代酚钾与10′10′-二烃基-9,9′-联二吖啶盐电荷转移光谱的研究

10,10′-二烃基-9, 9′-联二吖啶盐有很强的荧光, 在光学材料^[1]和重金属离子的分析^[2]中有重要的应用价值。