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五种新型杯[4]芳烃衍生物的合成、表征及在电分析中的应用研究

王成斌

   杯芳烃合成简单且结构独特,已成为超分子领域的研究热点,尤其是杯芳烃的功能化修饰对杯芳烃的性质的扩展及应用有着重要意义。本论文将含有氮、硫杂原子基团引入到母体杯[4]芳烃中,合成了5种由醚键连接的杂环功能基杯[4]芳烃衍生物。对合成的新化合物用多种手段进行了表征,确定了其分子结构和构象。运用电化学方法和Langmuir-Blodgett(LB)膜技术研究了5种杯[4]芳烃衍生物在氯仿中的电化学性质及LB膜成膜性能。将所合成的杯[4]芳烃衍生物制备成LB膜修饰到玻碳电极表面,制作了新的杯芳烃LB膜修饰电极。研究了一种新的识别及测定痕量Ag+的溶出伏安分析方法。论文包括以下几方面内容: 1.以碘化钠为催化剂,在氢氧化钠存在下2-氯乙氧基乙醇分别与2-巯基芳香杂环化合物反应制得相应的芳香杂环衍生物1a~1e,以三乙胺为缚酸剂,其与对甲苯磺酰氯反应,生成了活化羟基的衍生物2a~2e。在碳酸钾存在下,对叔丁基-杯[4]芳烃分别与2a~2e反应生成醚键连接的杂环功能基杯[4]芳烃衍生物3a~3e,并通过了1H NMR,13C NMR, IR, MS和元素分析的确证。同时,X-射线分析确定了杯[4]芳烃3a、3b和3d的晶体结构。 2.通过多种电化学方法对5种新型杯[4]芳烃衍生物的电化学行为进行研究。以0.2 mol/L四丁基高氯酸铵(TBAP)为支持电解质,有机溶剂为CHC13,在0.0~1.6V电位窗口内,5种杯[4]芳烃的电化学性质相似。在1.4 V和0.8 V左右都各有两个氧化峰,在0.4 V左右都存在一个还原峰,采用循环伏安法计算了1.4 V处的氧化峰的电极过程动力学参数。运用LB膜技术研究了5种新型杯[4]芳烃衍生物的成膜性能,讨论了下缘修饰不同结构的基团对成膜性能的影响。 3.利用合成的含杂原子的对叔丁基-杯[4]芳烃衍生物(CA)和LB膜技术,制作了新的杯芳烃LB膜修饰玻碳电极。通过LB膜π-A等温线研究了在气液界面上CA与Ag+的配位作用,建立了一种新的识别Ag+的溶出伏安分析方法。相比于裸玻碳电极,LB膜修饰电极提高了灵敏度降低了检出限。线性范围为1.0×10-8~6.0×10-6 mol/L,检出限为1×10-10 mol/L,同时讨论了该电极对Ag+的识别机理。通过对实际水样的分析测定,结果令人满意。……   
[关键词]:杯芳烃;合成;表征;LB膜;修饰电极
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:郑州大学2010年