兩親性間苯二酚杯芳烴超分子組裝與識別光譜特性.pdf

1、超分子化學是當代化學領域的前沿學科,間苯二酚杯芳烴以其合成簡單易于修飾的優(yōu)點而成為超分子化學的一個重要研究方向。為了進一步揭示兩親性間苯二酚杯芳烴及其衍生物的分子別機理及組裝規(guī)律,本文合成了一系列兩親性間苯二酚杯芳烴,并按照其溶解性的不同分別研究了氯仿相及水相中與染料的相互作用關系和選擇性識別能力。具體研究內容如下:
　　以間苯二酚和不同鏈長的脂肪醛為原料合成了一系列間苯二酚杯芳烴(CRA),并通過酚羥基的修飾得到了一系列醚酯類(

2、CRE),羧酸類(CRC)和磺酸類(CRS)衍生物,利用核磁、紅外等表征了其結構。并對磺酸類衍生物的溶解性、光譜特性、表面活性等進行了研究,發(fā)現(xiàn)CRS水溶液具有獨特的熒光性能,且熒光發(fā)射峰受激發(fā)波長及溶液濃度影響。
　　通過液-液兩相萃取技術,研究了在油溶兩親性間苯二酚杯芳烴作用下水溶性染料在氯仿相中的聚集行為。發(fā)現(xiàn)CRA和CRE均只能選擇性包裹水溶性陽離子染料而不能包裹水溶性陰離子染料,且C11CRA、C6CRA和C6CRE對亞

3、甲基藍(MB)的飽和包裹量不同,平均每個C11CRA、C6CRA和C6CRE分子分別能包裹2.5、2和0.5個MB分子。研究發(fā)現(xiàn)選擇MB與AO作為染料對時,C11CRA對AO的包裹具有優(yōu)先選擇性,當AO存在時C11CRA對MB的包裹能力會降低,而MB的存在對C11CRA包裹AO的能力影響不大;選擇MB與RhB為染料對時,C11CRA對兩種染料的包裹能力都會下降,MB和RhB與C11CRA的結合能力相當。而對于MB與水溶性陰離子染料組成的

4、染料對,如MB和MO兩種溶液混合后能形成溶于氯仿和二氯甲烷的配合物,而通過對比實驗可以發(fā)現(xiàn)C11CRA的存在使得更多的MB和MO轉移至氯仿相;而MB和FSS混合后,FSS不能被轉移至二氯甲烷相,且FSS會抑制C11CRA對MB的包裹。
　　利用間苯二酚杯芳烴與超支化聚合物HPEI通過超分子作用構建了C6CRA-HPEI、C11CRA-HPEI、C6CRC-HPEI、C11CRC-HPEI四種復合物。該類復合物對水溶性陰離子染料MO

5、具有較好的包裹性能,并計算了復合物對MO的飽和包裹量。在C6CRA、C11CRA、C6CRC和C11CRC先包裹MB后仍然能與HPEI復合,并可用于再包裹MO,即此類復合物具有同時包裹兩種不同電性的染料客體分子的能力。
　　研究了杯[6]芳烴磺酸鈉(SCA[6])和己基間苯二酚杯芳烴丁磺酸鈉(C6CRS)兩種水溶性杯芳烴對噻唑橙類菁染料熒光性能影響。結果表明:SCA[6]與TO-COOH和Cy3分別形成了化學計量比為1:1的主客體

6、復合物,并計算出復合物的結合穩(wěn)定常數(shù)。SCA[6]可以有效增溶TO-COOH染料,使其作為熒光探針更好的用于生物標記。而C6CRS與噻唑橙菁染料(TO-COOH)作用,可以使TO-COOH的熒光強度增強,能夠形成化學計量比為1:4的主客體復合物。而金屬陽離子的加入,能與TO-COOH競爭與C6CRS作用,使得復合物的熒光發(fā)生變化,價態(tài)越高對復合物的熒光影響越明顯。在蛋白標記實驗中TO-C6CRS復合物效果明顯優(yōu)于TO,而直接利用C6CR

7、S水溶液標記蛋白也取得了良好的效果。表明C6CRS不僅能改善熒光染料在水溶液中的熒光特性,而且可直接用于標記蛋白。
　　研究了三種水溶性染料RhB、AO和FSS與C6CRS的相互作用,發(fā)現(xiàn)C6CRS與三種染料均存在強相互作用。通過Job’s法,確定C6CRS與RhB、AO和FSS三種水溶性染料結合的化學計量比均為1:4,表明C6CRS與水溶性染料作用時,靜電引力并不是主導作用,而可能是疏水作用力和π-π堆積作用起了主要作用。為了對