新型瓜環的合成及其對陰離子識別的套用

《新型瓜環的合成及其對陰離子識別的套用》是依託安徽工業大學，由劉靜欣擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：新型瓜環的合成及其對陰離子識別的套用
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：劉靜欣
• 依託單位：安徽工業大學

項目摘要

對陰離子識別的主客體化學是當今超分子化學研究的熱點。針對傳統改性瓜環合成上的局限性，本課題擬以（取代）苷脲和各種醛為合成原料，添加恰當的模板劑（鹼金屬陽離子），最佳化有機反應條件，合成並分離得到亞甲基橋上的氫被其它基團取代的新型瓜環。根據新型瓜環內腔大小的不同以及疏水性質上的差異，選擇性地包結陰離子，達到識別和分離陰離子的目的，研究二者相互識別前後螢光信號的變化，尋找其中規律以期在螢光化學感測方面獲得套用。利用新型瓜環連線埠方向識別配位具有潛在光致變色性能的大體積雜多酸陰離子，形成超分子配位化合物，從分子水平到納米層次上研究和發展具有光致變色性能的無機－有機雜化功能材料。該課題的實施有助於豐富超分子化學的研究內涵，促進瓜環化學的研究和套用。

結題摘要

作為超分子化學中的一種大環主體化合物，瓜環以其獨特的剛性疏水空腔和極性羰基氧連線埠，受到人們極大關注。最近幾年瓜環被用來識別包結陰離子。主要原因是陰離子在合成、催化、環境污染和循環等方面有重要作用。對陰離子選擇性識別和包結通常要求考慮三個方面的因素：體積大小、形狀匹配和能量穩定。 我們利用形狀匹配原則，合成表征了四個TMeQ[6] 和鹼金屬離子形成的分子膠囊結構，討論了TMeQ[6]對醋酸根陰離子CH3COO– 的選擇包結作用。利用變溫核磁考察了溶液中TMeQ[6]和醋酸根陰離子CH3COO– 的主客體相互作用。 從理論上講，當瓜環的空腔足夠大時，一個瓜環的空腔有可能包結兩個甚至多個陰離子。最近我們的實驗結果證實了該理論，在Q[8]與某金屬離子形成的分子膠囊中，同時包裹了兩個三角形的NO3-，它們以陰離子水簇的形式[(NO3)2(H2O)8]2-存在。 除了利用瓜環的分子內空腔來識別包結陰離子外，我們的研究還表明，通過瓜環的配合物堆積形成的分子間空腔也有可能利用來包結陰離子，形成離子管道。例如，Q[5]和Pb2+， Hg2+等形成的配合物堆積形成的一維管道，被利用來包結八面體的 [PbCl6]4-和四面體的[HgCl4]2-陰離子。 除了利用瓜環識別包結陰離子之外，我們還開展了瓜環在構築MOF、手性配合物、有機客體分子識別等方面的研究，相關的研究結果發表在Chemistry Communications, CrystEngComm，Inorganic Chemistry，RSC Advances, European Journal of Organic Chemistry, European Journal of Inorganic Chemistry等期刊上。該課題的實施豐富了超分子化學的研究內涵，促進瓜環化學的研究和套用。