基于2,7-二羥基萘開鏈氮雜冠醚的合成和表征開題報告

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1、開題報告基于2,7-二羥基萘開鏈氮雜冠醚的合成和表征一、選題背景及意義自1967年PedrsenCJ首次報道冠醚的合成以來,冠醚化學的發(fā)展日新月異。冠醚化學作為一門新興的邊緣學科,目前已滲透到有機合成、高分子合成、分析化學、相轉移催化、金屬離子的捕集和分離、光學異構體的拆分、生物物理、生物化學、理論物理化學[1]、農(nóng)業(yè)化學、無機化學、酶化學、光化學、萃取化學、環(huán)境化學、醫(yī)藥及國防科技等眾多學科。冠醚化學雖然只有35年的歷史,但由于各國多學科科學家對其的濃厚興趣和深入研究,無論在理論上或實踐中,冠醚所作的

2、貢獻都非常大,它在許多方面的用途也難以盡舉[2]。20世紀70年代，Simon等和Vogtle等先后對酰胺型開鏈冠醚和醚型開鏈冠醚進行了研究[3-4],為有機化學開辟了一個新的研究領域--開鏈冠醚。后來開鏈天然抗菌素離子載體的發(fā)現(xiàn)，更促進了開鏈冠醚及其類似物的研究和發(fā)展。開鏈冠醚屬于柔性配體，通過改變其端基的種類和結構，可以有效地改變開鏈冠醚的絡合反應活性和絡合選擇性，有人稱之為“末端基效應”。開鏈冠醚之所以具有與冠醚類似的對金屬離子的選擇絡合能力，是由于其分子可以根據(jù)不同的金屬離子的化學結構而呈現(xiàn)不同

3、的柔曲性，而柔曲程度不僅取決于端基的種類和結構，而且還取決于氧化乙烯單元數(shù)，以及端基與聚氧乙烯鏈的結合方式。經(jīng)過三十多年對開鏈冠醚的研究工作，在這一領域里已取得了很大的進展[5-7]，目前已成為當今化學中十分活躍的研究領域之一。含開鏈冠醚鍵化合物不僅是一類重要的合成中間體，而且作為識別主體,其本身也具有很好的配位識別作用[8]。目前，人們在著重于基礎理論研究的同時，亦不斷地開拓著新型含開鏈冠醚鍵化合物的合成及其應用方面的研究。帶開鏈冠醚鍵的席夫堿，由于氮雜原子的引入，改善了對金屬離子尤其是過渡金屬離子的

4、配位性能。因此該類開鏈冠醚鍵化合物的合成研究對于長鏈冠醚化學在各領域的應用開發(fā)具有十分重要的意義[9]。開鏈式冠醚是一類結構較環(huán)狀冠醚簡單且易于合成的配體，形成配合物時，具有快速配合、配位方式靈活多樣的優(yōu)點[10-13]。開鏈冠醚的合成研究尚不多見，因而開展這方面的工作是有意義的。開鏈冠醚不僅保持了對金屬離子的選擇性絡合能力，而且還具有易于合成，產(chǎn)率高，原料易得，成本低，低毒或無毒等優(yōu)點，這不僅彌補了環(huán)狀冠醚的不足之處，而且在金屬的富集、萃取分離、化學傳感器、以及在有機化學、分析化學、生物化學和農(nóng)業(yè)等方

5、面都顯示出了極為優(yōu)越的功能，頗有應用前景[14]。開鏈冠醚克服了環(huán)狀冠醚的一些不足之處，可用于一下幾個方面：（1）它是合成環(huán)狀冠醚的原料，如苯二酚型和聯(lián)苯二酚型開鏈冠醚多用作合成環(huán)狀冠醚的原料，合成對稱或不對稱的冠醚。（2）作為離子選擇性PVC膜電極的活性物質，主要有Na+、Ca2+、Ba2+電極等。（3）可作為金屬離子的萃取劑。（4）作為助劑。自1972年Greene[15]首次合成了單氮雜-18-冠-6以來,人們對氮雜冠醚(包括大環(huán)多胺)的合成、性質以及應用研究的興趣日增。這不僅由于冠環(huán)氮原子相對的

6、軟堿性質，使其對堿金屬、堿土金屬、過渡金屬和重金屬等離子顯示出特異的絡合作用[16-17],還由于其結構易于化學修飾和獨特的分子結構,使其相應的金屬-氮雜冠醚絡合物可以作為酶模型,為研究生命活動過程提供了廣泛的可能性。氮雜冠醚作為一種人工合成受體,因其兼有冠醚和多胺化合物的特征,對不同金屬離子具有特殊的識別性能,在離子選擇性電極材料、傳感器載體和生命科學等研究中有著廣泛的應用前景,因此,作為冠醚化學重要組成部分的氮雜冠醚及其衍生物一直是超分子化學領域的研究熱點之一[18-20]。開鏈氮雜冠醚更是結合了開

7、鏈冠醚和氮雜冠醚兩者的特點，更加具有合成意義。二、相關研究的最新成果及動態(tài)冠醚化學作為一門植根深遠的新興邊緣學科,目前已引起多學科科學家濃厚的研究興趣,研究表明:冠醚化合物雖然結構簡單,但在選擇性絡合和輸送金屬離子特性方面,與天然離子載體有著驚人的相似性[21]。它是配位化學,有機化學和生物無機化學的重要研究內容,而且與生命科學，信息科學等都有著密切的關系[22]。冠醚具有一個親水的空穴，它易于與金屬離子，特別是與堿金屬離子絡合形成配合物。但冠醚表面是憎水的，因而可溶于非極性溶劑中，這就提供了一種能使無

8、機鹽類溶解于非極性溶劑的方法，其結果使反應速率大大提高。它的結構新穎，鍵形各異，從結構化學的角度來說也頗有研究的價值[23]，目前，成為現(xiàn)代有機化學的重要研究內容之一。近十余年來，以氮原子替代冠醚環(huán)系中的氧原子的氮雜冠醚和全氮冠醚的合成方法、性質研究以及應用開發(fā)引起了人們的極大興趣，這不僅是由于引入的氮原子對過渡金屬離子、重金屬離子具有特殊的配位作用[24-25]成的大環(huán)配合物在主客體化學、分子識別和信息傳輸中具有重要意義，而且還可以利用某