萘酰亚胺、香豆素染料ㄷCB[n]超分子组装及其识别性能研究

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超分子化学是研究两种以上的化学物种通过分子间弱相互作用缔结而成的具有特定结构和功能的超分子体系的科学。葫芦[n]脲是继冠醚,环糊精,杯芳烃之后的“第4代超分子化合物”,虽然其具有独特的疏水的空腔和刚性结构,但是较差的溶解性仍限制其更广泛的使用。萘酰亚胺类和香豆素类荧光物质因其具有光稳定性好、量子产率高、荧光发射波长适中且Stocks位移大的良好的光学性质而成为一种理想的荧光母体。但是,目前萘酰亚胺类和香豆素类荧光主要用于重金属离子的检测,对有机小分子检测报道较少。  本文研究的主要内容是合成并分离葫芦[6,7,8]脲,改善葫芦脲水溶性,制备出羟基葫芦[6]脲。制备萘酰亚胺类(3a,3b)和香豆素类(4a,4b)荧光分子,与葫芦[6,7,8]脲结合后,通过荧光光谱仪对顺反、手性异构体进行特异性识别。  本论文主要以尿素、乙二醛为原料采用超声辅助酸催化方法合成了甘脲,由甘脲作为主要原料合成了葫芦[n]脲,所得到的葫芦[n]脲化合物经过水-盐酸两步法分离得到CB[6,7,8],经过熔点的比对、FT-IR、1HNMR的分析,证实与预期结构相符合。  以4-溴-1,8-萘二甲酸酐为原料,与正丁胺反应生成化合物N-丁基-4-溴-萘二甲酸酐(2),然后2分别与1,6-己二胺和1,4-丁二胺进行反应,得到目标分子3a和3b。  以β-萘酚、六亚甲基四胺、丙二酸二乙酯等为原料,反应生成5,6-苯并香豆素-3-甲酸乙酯(PEB),与NaOH反应生成5,6-苯并香豆素-3-甲酸,随后与SOCl2反应生成5,6,苯并香豆素-3-甲酰氯,最后分别与1,6-己二胺和1,4-丁二胺反应生成目标分子4a和4b。  采用荧光光谱法首先研究了CB[6,7,8]和萘酰亚胺类和香豆素类染料的组装特点,结果表明,主体与客体均以摩尔比为1∶1组装时荧光光谱猝灭,同时利用氢谱核磁确认包结结构。然后利用荧光光谱法,先排除酸对染料荧光的影响,再研究了3a(C)CB[6]、3b(C)CB[6]、4b(C)CB[6]、3a(C)CB[7]、3b(C)CB[7]、4b(C)CB[7]、3a(C)CB[8]、3b(C)CB[8]和4b(C)CB[8]体系与马来酸和富马酸、油酸和反油酸、D-苯丙氨酸和L-苯丙氨酸的相互作用和识别研究,结果表明,它们都能对马来酸和富马酸进行顺反识别、对D,L-苯丙氨酸进行对映异构识别,但对油酸与反油酸不能识别。最后,推测该体系对顺反和手性识别的机理。
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