含尿素衍生物的超分子建筑及結(jié)構(gòu)測定.pdf

1、氫鍵，作為一種最重要的分子間的相互作用力，在晶體工程中，對分子的自組裝的控制和預(yù)測方而起了重要的作用。在有機(jī)晶體中，存在大量常規(guī)的氫鍵如O-H…O，N-H…O和弱氫鍵如C—H…O，C-H…N。 在晶格包合物中，大多數(shù)的主體分子都是通過氫鍵相連而構(gòu)建成不同的氫鍵網(wǎng)絡(luò)。本論文通過溶液法合成了11個(gè)含尿素衍生物的包合物，并利用X射線單晶衍射來測定它們的晶體結(jié)構(gòu)。以合適的季胺陽離子作為客體模版，選用單取代的尿素衍生物和各種羧酸作為結(jié)構(gòu)單

2、元，構(gòu)建出不同的主體晶格。研究結(jié)果表明了尿素的氫或氧被取代以后，仍然可以保持它的氫鍵能力，并作為一個(gè)非常好的主體組件。同時(shí)，本研究還探討了主體分子里的基團(tuán)類型和位置上的變化而引起主體晶格結(jié)構(gòu)改變之關(guān)系，并對氫鍵相互作用增加了認(rèn)識，對新穎包合物的合成和設(shè)計(jì)具有一定的參考意義。 本論文第1章為引言部分，介紹了超分子化學(xué)、晶體工程、包合物的一些相關(guān)知識和本論文的選題依據(jù)。第2章以尿素衍生物為基礎(chǔ)，選用不同的羧酸離子和季胺陽離子，并合成

3、了7個(gè)包合物： (n-Bu)4N+HCO3-·B(OH)3·2(NH2)2CS(1)(n-Bu)4N+m—HOC6H4COO-·(NH2)2CS·H2O(2)2 [(n-Bu)4N+ m-HOC6H4COO—1·H2NCONHCH2CH2NHCONH2·4 H2O(3)(n-Bu)4N+p-OHC6H4COO-·p-OHC6H4NHCONH2(4)2[(n-Pr)4N+]-OOCHC=CHCOO-·2 p-OHC6H4NHCON

4、H2·4 H2O(5)(n-Pr)4N+p—H2NCONHC6H4COO-·H2O(6)(n-Pr)4N+P-H2NCONHC6H4COO—p-NH2C6H4COOH(7)包合物1和2都是選用硫脲作為中性主機(jī)構(gòu)件，結(jié)構(gòu)相似，均為層狀結(jié)構(gòu)，主體層都是二維的氫鍵網(wǎng)。包合物3同樣也是層狀結(jié)構(gòu)，只是改用了乙基二脲作為主體組件，并發(fā)現(xiàn)乙基二脲分子極易通過氫鍵相互作用形成鏈形結(jié)構(gòu)，其參與構(gòu)建的氫鍵網(wǎng)絡(luò)較為緊密。但由于受到陰離子上的基團(tuán)位置的限制，只

5、形成了離散的復(fù)合氫鍵紐帶。另外，4和5都是屬于管道形包合物，管道都是由4-羥基苯脲分子組成，但它們的連接方式不一樣。包合物6和7雖然都選用了自身能參與成環(huán)的4一羧基苯脲，區(qū)別只是包合物7的主體組件增加了中性的4-氨基苯甲酸分子，因此包合物6的主體只是簡單的層狀結(jié)構(gòu)，而包合物7則擁有復(fù)雜的管道結(jié)構(gòu)。第3章以胍鎓和結(jié)構(gòu)相似的苯二甲酸衍生物為包合物的主體構(gòu)件，利用不同的客體季胺陽離子得到了四個(gè)新的包合物： 2(n-Bu)4N+·2[(

6、1-12N)2CNH(CH2)2NHC(NH2)2)2+·3[1，2-C6H4(COO-)2](8)(n-Pr)4N+·[C(NH2)3]+·[1，3-C6H3(COO-)2]·3H2O(9)(n-Bu)4N+·[C(NH2)3]+·[5-NO2-1，3-C6H3(COO-)2](10)(n-Pr)4N+·[C(NH2)3]+·[5-OH-1,3-C6H3(COO-)2]·2H2O(11)包合物8和10的主體都是層狀結(jié)構(gòu)，而包合物9和1