基于2,7-二羟基萘开链氮杂冠醚的合成和表征开题报告

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1、开题报告基于2,7-二羟基萘开链氮杂冠醚的合成和表征一、选题背景及意义自1967年PedrsenCJ首次报道冠醚的合成以来,冠醚化学的发展日新月异。冠醚化学作为一门新兴的边缘学科,目前已渗透到有机合成、高分子合成、分析化学、相转移催化、金属离子的捕集和分离、光学异构体的拆分、生物物理、生物化学、理论物理化学[1]、农业化学、无机化学、酶化学、光化学、萃取化学、环境化学、医药及国防科技等众多学科。冠醚化学虽然只有35年的历史,但由于各国多学科科学家对其的浓厚兴趣和深入研究,无论在理论上或实践中,冠醚所作的

2、贡献都非常大,它在许多方面的用途也难以尽举[2]。20世纪70年代，Simon等和Vogtle等先后对酰胺型开链冠醚和醚型开链冠醚进行了研究[3-4],为有机化学开辟了一个新的研究领域--开链冠醚。后来开链天然抗菌素离子载体的发现，更促进了开链冠醚及其类似物的研究和发展。开链冠醚属于柔性配体，通过改变其端基的种类和结构，可以有效地改变开链冠醚的络合反应活性和络合选择性，有人称之为“末端基效应”。开链冠醚之所以具有与冠醚类似的对金属离子的选择络合能力，是由于其分子可以根据不同的金属离子的化学结构而呈现不同

3、的柔曲性，而柔曲程度不仅取决于端基的种类和结构，而且还取决于氧化乙烯单元数，以及端基与聚氧乙烯链的结合方式。经过三十多年对开链冠醚的研究工作，在这一领域里已取得了很大的进展[5-7]，目前已成为当今化学中十分活跃的研究领域之一。含开链冠醚键化合物不仅是一类重要的合成中间体，而且作为识别主体,其本身也具有很好的配位识别作用[8]。目前，人们在着重于基础理论研究的同时，亦不断地开拓着新型含开链冠醚键化合物的合成及其应用方面的研究。带开链冠醚键的席夫碱，由于氮杂原子的引入，改善了对金属离子尤其是过渡金属离子的

4、配位性能。因此该类开链冠醚键化合物的合成研究对于长链冠醚化学在各领域的应用开发具有十分重要的意义[9]。开链式冠醚是一类结构较环状冠醚简单且易于合成的配体，形成配合物时，具有快速配合、配位方式灵活多样的优点[10-13]。开链冠醚的合成研究尚不多见，因而开展这方面的工作是有意义的。开链冠醚不仅保持了对金属离子的选择性络合能力，而且还具有易于合成，产率高，原料易得，成本低，低毒或无毒等优点，这不仅弥补了环状冠醚的不足之处，而且在金属的富集、萃取分离、化学传感器、以及在有机化学、分析化学、生物化学和农业等方

5、面都显示出了极为优越的功能，颇有应用前景[14]。开链冠醚克服了环状冠醚的一些不足之处，可用于一下几个方面：（1）它是合成环状冠醚的原料，如苯二酚型和联苯二酚型开链冠醚多用作合成环状冠醚的原料，合成对称或不对称的冠醚。（2）作为离子选择性PVC膜电极的活性物质，主要有Na+、Ca2+、Ba2+电极等。（3）可作为金属离子的萃取剂。（4）作为助剂。自1972年Greene[15]首次合成了单氮杂-18-冠-6以来,人们对氮杂冠醚(包括大环多胺)的合成、性质以及应用研究的兴趣日增。这不仅由于冠环氮原子相对的

6、软碱性质，使其对碱金属、碱土金属、过渡金属和重金属等离子显示出特异的络合作用[16-17],还由于其结构易于化学修饰和独特的分子结构,使其相应的金属-氮杂冠醚络合物可以作为酶模型,为研究生命活动过程提供了广泛的可能性。氮杂冠醚作为一种人工合成受体,因其兼有冠醚和多胺化合物的特征,对不同金属离子具有特殊的识别性能,在离子选择性电极材料、传感器载体和生命科学等研究中有着广泛的应用前景,因此,作为冠醚化学重要组成部分的氮杂冠醚及其衍生物一直是超分子化学领域的研究热点之一[18-20]。开链氮杂冠醚更是结合了开

7、链冠醚和氮杂冠醚两者的特点，更加具有合成意义。二、相关研究的最新成果及动态冠醚化学作为一门植根深远的新兴边缘学科,目前已引起多学科科学家浓厚的研究兴趣,研究表明:冠醚化合物虽然结构简单,但在选择性络合和输送金属离子特性方面,与天然离子载体有着惊人的相似性[21]。它是配位化学,有机化学和生物无机化学的重要研究内容,而且与生命科学，信息科学等都有着密切的关系[22]。冠醚具有一个亲水的空穴，它易于与金属离子，特别是与碱金属离子络合形成配合物。但冠醚表面是憎水的，因而可溶于非极性溶剂中，这就提供了一种能使无

8、机盐类溶解于非极性溶剂的方法，其结果使反应速率大大提高。它的结构新颖，键形各异，从结构化学的角度来说也颇有研究的价值[23]，目前，成为现代有机化学的重要研究内容之一。近十余年来，以氮原子替代冠醚环系中的氧原子的氮杂冠醚和全氮冠醚的合成方法、性质研究以及应用开发引起了人们的极大兴趣，这不仅是由于引入的氮原子对过渡金属离子、重金属离子具有特殊的配位作用[24-25]成的大环配合物在主客体化学、分子识别和信息传输中具有重要意义，而且还可以利用某