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1、_环糊精_四氯苯醌包合物的合成及其表征_张瑜第5卷第3期2002年8月扬州大学学报(自然科学版)JOURNALOFYANGZHOUUNIVERSITY(NATURALSCIENCEEDITION)Vol.5No.3Aug.2002??环糊精四氯苯醌包合物的合成及其表征张 瑜 刁国旺 郭 荣(扬州大学理学院化学化工系,江苏扬州,225002)摘 要:合成了以??环糊精为主体、2,3,5,6四氯苯醌为客体的晶体包合物,通过多种谱学方法对固体包合物进行了表征.实验结果表明:??环糊精与四氯苯醌分子形成摩尔比为1∶1的包合物,四氯苯醌进入了??环糊精分子的疏水性空腔内.利用紫外光谱数据求得包合物的
2、解离常数KD为2.7×10-3.关键词:??;四氯苯醌;包合物中图法分类号:O636.1+2;O625.46+1 文献标识码:A 文章编号:1007824X(2002)03003204环糊精(Cyclodextrin,简为CD)是由环糊精葡萄糖基转移酶作用于淀粉而形成的一类环状低聚糖,根据其所含葡萄糖的不同,可分为??CD,??CD,??CD等,其中又以??环糊精(??CD)产量最高,应用最广泛.环糊精类化合物的结构特点是都具有一定尺寸的疏水性空腔[1],因此可以有选择地包合多类客体分子而形成超分子化合物.[2,3]四氯苯醌(简为TCBQ)在染料工业上用于制备三苯基甲烷染料;在农药工业上
3、用作拌种剂,可以防治蔬菜、玉米、大豆等农作物的猝倒病.[4]但由于TCBQ的水溶性较差,故以往的研究和应用都集中在有机介质中,而在水溶液中的研究则几乎未见报道.在本文中,笔者以??CD为主体对TCBQ进行包合,从而增加了TCBQ在水中的溶解度,为在水溶液中开展TCBQ各种性质和应用的研究提供了便利.1 实验部分1.1 仪器与试剂本实验所用的仪器主要有:FT红外光谱仪(美国Nicolet740);X射线粉末衍射仪(日本MACScienceM03XFH);紫外可见分光光度计(日本岛津UV2501PC).实验用试剂:??CD系上海化学试剂公司出品,使用前用二次水重结晶两次,真空干燥;分析纯的四氯
4、苯醌经两次重结晶;其他试剂均为分析纯,使用前未作进一步处理.实验用水为石英亚沸蒸馏器蒸馏的二次水.1.2 TCBQ??CD包合物的制备与纯化将0.5mmol的TCBQ溶解在约1mL的丙酮中,在持续搅拌下将TCBQ丙酮溶液逐滴加入到含1mmol??CD的30mL水溶液中,随着TCBQ的滴入,可观察到溶液由澄清变浑浊.TCBQ溶液加完后,继续在室温下搅拌5h,然后抽滤,用少量的温水和丙酮先后各冲洗3次,以分别除去残留的主、客体单体,再经二次水重结晶,得到略带黄色的晶体粉末,晾干后真空干燥,备用.收稿日期:20020430基金项目:国家教委留学回国人员基金资助项目;江苏省教委自然科学基金资助项目
5、(98KJB150004)第3期张 瑜等:??环糊精2 结果与讨论2.1 红外光谱分析理论分析结果表明,如果TCBQ与??CD发生相互作用并形成包合物,则包合物的红外光谱图将不再是两种物质红外光谱图的简单叠加.几种物质的红外光谱见图1.其中图1a,b分别为??CD,TCBQ单体的红外光谱;图1c为两种单体机械混合物的红外光谱;图1d为??CDTCBQ包合物的红外光谱.图1b与文献[5]报道的测量结果几乎一致.根据文献[5],在1689,1680,1571cm-1等处出现了多个强吸收峰.进一步地研究证明,TCBQ在3360cm-1处有一个弱吸收峰,这与本文实验结果一致.观察图1c,上述吸收峰
6、全部存在,只是叠加了图1a中环糊精的吸收峰.但从图1d可知,以上反映TCBQ的特征吸收的吸收峰全部消失了,这显然是由于TCBQ与??CD相互作用,TCBQ进入??CD的疏水空腔,因此红外吸收图谱中客体的峰形变宽,峰强度减弱,且被??CD的吸收峰所包含.主客体之间只是通过疏水疏水、范德华力、氢键等多种弱相互作用而结合起来的.[6]由于没有化学键的形成,故这类包合物中客体的吸收峰位移不大.[7]图1的结果说明主客体及其混合物的红外光谱与相应的包合物明显不同.实验结果与理论预测一致.反过来这也说明TCBQ与??CD之间形成了超分子包合物.2.2 X为进一步证明TCBQ图1 25℃时,??CD(a
7、),TCBQ(b),两种单体的机械混合物(c)及其包合物(d)的红外光谱Fig.1 IRspectraof??CD(a),TCBQ(b),theirmechanicalmixture(c),andtheinclusioncompound(d)at25℃??CD包合物的形成,我们测量了??CD,TCBQ和两者的机械混合物以及包合物的X射线衍射图谱,结果见图2.其中图2a,b分别为??CD,TCBQ单体的粉末衍射图;图2c为
