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大环席夫碱配合物由于其独特的光谱、结构以及热力学和动力学稳定性,一直是人们广泛关注和研究的对象,并已在生物化学、医药、配位化学、超分子化学、催化、电化学等方面取得了广泛的应用,使得开展大环席夫碱化合物的合成、结构、性质及其应用研究具有重要意义。本论文的主要研究工作如下:一、手性大环席夫碱(Salen)的合成及其性质表征1、亚甲基桥连具有刚性结构手性大环Salen化合物的合成(1)外消旋的环己二胺的拆分按文献方法对外消旋的环己二胺进行手性拆分,得到手性(R,R)-1,2-环己二胺。(2)5,5′-亚甲基-二水杨醛的制备以水杨醛为原料按文献方法合成得到5,5′-亚甲基-二水杨醛。(3)亚甲基桥连手性大环Salen化合物的合成及表征。以5,5′-亚甲基-二水杨醛和(R,R)-1,2-环己二胺为原料,用直接法合成亚甲基桥连手性大环Salen化合物,通过核磁共振波谱、红外光谱、紫外光谱等手段进行了表征。2、烷氧链桥连具有柔性结构的新型手性大环Salen的合成(1)2,4-二羟基苯甲醛的制备按文献方法由间苯二酚制备2,4-二羟基苯甲醛。(2)二醛—1,6-二(3′-羟基-4′-甲酰苯氧基)取代烷的制备以间苯二酚、DMF、三氯氧磷为原料经甲酰化制备2,4-二羟基苯甲醛,再以2,4-二羟基苯甲醛同烷基二溴反应,合成长链二醛:1,6-二(3′-羟基-4′-甲酰苯氧基)取代烷。(3)模板法合成手性大环Salen化合物以合成得到的长链二醛和(R,R)-1,2-环己二胺为原料进行缩合反应,用模板法合成了烷氧链桥连的手性大环Salen化合物。(4)手性大环Salen化合物的谱学性质探讨通过核磁共振波谱、红外光谱、紫外光谱、质谱等手段进行了表征,同时与亚甲基桥连手性大环Salen化合物的谱学性质进行了对比探讨。二、新型含羟基功能基大环席夫碱的合成及其性质表征以合成得到的含羟基功能基二胺、5,5′-亚甲基-二水杨醛及二醛-1,4-二(3′-羟基-4′-甲酰苯氧基)取代烷为原料,分别用Ca2+和Ba2+作模板离子,合成了三种新型含羟基功能基大环席夫碱,利用核磁共振波谱、红外光谱、紫外光谱、质谱等手段进行了结构表征,并对它们之间的谱学性质进行了探讨。三、新型含羟基功能基链状席夫碱化合物的合成、表征与晶体结构(1)1,3-二(2-胺基苯氧基)-2-丙醇的合成利用廉价易得的邻硝基酚、环氧氯丙烷为原料,通过醚化、硝基还原得到一种含羟基功能基二胺化合物-1,3-二(2-胺基苯氧基)-2-丙醇。(2)含羟基功能基长链二胺化合物-1,3-二(2-胺基苯氧基)-2-丙醇的晶体结构首次获得1,3-二(2-胺基苯氧基)-2-丙醇的单晶体,并对其晶体结构进行解析。单晶结果显示:该分子两个苯环通过醚链相连成一个非共面的结构,晶体结构中化合物分子通过氢键作用形成层状结构。(3)含羟基功能基链状席夫碱化合物的合成、表征以合成得到的1,3-二(2-胺基苯氧基)-2-丙醇和乙酰丙酮反应得到一种新型链状席夫碱化合物,并通过核磁共振波谱、红外光谱、紫外光谱、质谱等手段进行了结构表征。(4)含羟基功能基链状席夫碱化合物的晶体结构解析单晶结果表明:该分子内的羟基功能基与相邻分子氢原子存在非典型氢键作用,将分子在a方向联结成螺旋型的非共面S型分子结构,在该分子结构中还发现固态席夫碱化合物中少见的N+-H…O-离子型氢键。四、含羟基二胺化合物与瓜环形成包结配合物的单晶结构解析及主客体作用研究(1)单晶结构解析利用X-射线衍射方法研究了客体-长链二胺化合物(1,3-二(2-胺基苯氧基)-2-丙醇)与八员瓜环Q[8]所形成包结配合物的晶体结构。结果表明主客体间形成了1:2的包结配合物,两个客体分子分别从瓜环的两个端口进入瓜环内腔,腔内两个客体分子的苯环之间存在着π-π相互作用。分子间通过氢键作用形成空间网络结构。(2)二胺化合物与瓜环之间主客体作用研究利用1H NMR技术、紫外吸收光谱及荧光光谱方法对主客体间的相互作用进行了考察,所得结果与晶体结构吻合。