论文部分内容阅读
本论文选用了不同空间构型的几种非平面多羟基(或羧基)芳香体系为主体组分,以四烷基铵阳离子和三烷基胺为客体模板共合成了47种新的晶体,其中包含39种包合物,5种溶剂化物,2种和联吡啶形成的加合物和1种金属配合物,并用X-射线单晶衍射法测定了相关晶体结构。所采用的不同空间构型的主体分子可以分为以下三类:
1.空间构型为“V”型的二苯环类化合物:共采用7种,包括2,2-二(4-羟基苯基)丙烷(BPA),4,4-二羟基二苯甲酮(DHBP),4,4-二羟基二苯砜(BPS),4,4-二羟基二苯基硫醚(BTS),4,4-磺酰基二苯甲酸(SDA),4,4-氧连苯甲酸(OBA)和2,2-二硫二苯甲酸(DTBA),其中前4种属于二酚类化合物,后3种属于二羧酸类化合物。这些具有“V”型骨架的带有端基官能团的刚性苯环分子由于中心桥连基团既具有一定的单键旋转灵活性,其端基羟基(或羧基)又具有良好的氢键功能,而且由于苯环有可能形成多种芳香环特有的弱相互作用,也会帮助形成稳定的晶体结构,所以是一类很有潜力的主体分子。实验结果表明,这些化合物都展现出了不同形式的构建主体晶格的能力。
2.空间构型为“螺旋桨”型的三取代苯类化合物:采用了1,3,5-三.(4-羧基苯基)-苯(H3BTB),合成的化合物有4种,其中包合物有3种,另外1种是H3BTB和联吡啶为共同配体的金属配合物。在这4种化合物中,H3BTB的空间构型虽然有变化,却都呈现出一种较为平缓的趋势,也因为这种相对平缓的“螺旋桨”状空间构型,所以我们得到的包合物都是类“三明治”型层状氢键包合物。
3.空间构型为“X”型的四取代苯类化合物:对于该构型的主体分子我们所采用的共有2种,分别是[1,2,4,5-四(4-羟基苯基)-苯](TetHPB)和[1,2,4,5-四(4-羧基苯基)-苯](TetCPB),虽然二者端基官能团有所不同,分别是羟基和羧基,但是显示出的空间构型非常相似,可以近似看作是具有“X”构型的一类分子。这类分子最大的特点就是相对于雪花形的六取代苯类分子来说,“X”构型的四取代苯类分子缺失了两个侧臂苯环,从而使得该类分子的结构中的苯环侧臂之间的排斥不如六取代苯类分子大。从已经得到的化合物晶体结构来看,虽然相对扭转的苯环侧臂上的端基官能团的氢键形成能力和桥连分子(如水分子)也很重要,但是TetHPB和TetCPB氢键主体晶格中所形成的孔穴在很大程度上依靠的是相对六取代苯类分子而言缺失的两个刚性苯环,使得TetHPB和TetcPB借助官能团连接之后可以产生一定的孔穴,而这种孔穴则可以用来容纳不同体积大小的季铵阳离子。
通过对这些晶体结构的研究和分析,有助于我们进一步研究分子间相互作用,并对晶体结构预设计有进一步的了解,同时也为得到不同类型和用途的氢键包合物提供了实践和参考。