学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

新型二茂铁基化合物的合成及其在阴离子识别中的应用

作　者: 邓立波
导　师: 王立
学　校: 浙江大学
专　业: 化学工程
关键词: 阴离子识别 受体 二茂铁基化合物 电化学性质 电化学传感器
分类号: O627.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 293次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


阴离子在生物体内、环境污染物、化学反应过程中普遍存在且起着重要作用，对阴离子简单快速的识别在生物化学领域和环保研究领域都有重要的意义。二茂铁基化合物由于其良好的稳定性、电化学性质及反应活性，被认为是一种理想的阴离子传感材料。本文设计、合成了7种新型二茂铁基化合物，详细研究了这些化合物的电化学行为及影响因素，推导了电极反应动力学关系式；采用循环伏安法（CV）、核磁（NMR）、紫外-可见光、红外光谱等方法研究了所制备化合物的阴离子识别性质。通过缩合反应制备了两种含酯基的二茂铁基支化化合物，研究了所制备化合物的电化学行为，发现两种化合物在CH2Cl2溶液中均为扩散控制的不可逆过程；采用循环伏安法研究了这两种化合物在CH2Cl2溶液中的阴离子识别性质，发现酯基化合物对各种阴离子能给出不同程度的电化学响应，对H2PO4-有较好的选择性，而树枝状化合物由于氧化还原峰形较好比超支化聚合物更适合用于离子识别；采用1H-NMR、UV-Vis研究了树枝状化合物与H2PO4-的结合方式，发现受体与阴离子间的作用主要是酯基与H2PO4-之间的氢键。制备了三种含酰胺基的二茂铁基化合物，研究了这些化合物在溶液中的电化学性质，发现在CH2Cl2中，低扫描速率为可逆CV行为，高扫描速率下为准可逆行为，采用循环伏安法研究了三种化合物的阴离子识别性质，发现同时含胺基和酰胺基的化合物对H2PO4-及F-有明显的电化学响应，而不含胺基的化合物仅对H2PO4-有较为明显的响应；采用核磁共振研究了两种化合物的阴离子识别性质，发现H2PO4-可以引起胺基化合物中酰胺基质子及胺基质子化学位移发生显著变化，HSO4-也可以引起其质子发生相似的变化，而对酰胺基化合物，H2PO4-可以引起其亚胺基质子化学位移移向低场；采用UV-Vis光谱研究了三种化合物的阴离子识别性质，发现这些化合物对H2PO4-都表现出一定的紫外响应。迄今为止，水溶液中的阴离子识别仍然是一个挑战。本文通过[1+1]缩合反应制备了一种水溶性的二茂铁基环胺化合物，研究了化合物在CH2Cl2、CH3CN及CH3CN/H2O混合溶剂中的电化学行为，发现化合物在纯有机溶剂中电化学可逆性较好，在CH3CN/H2O混合溶剂中随水含量增加氧化还原峰形变差，水含量小于20％时可观察到明显的氧化还原峰；电化学及核磁测试结果表明化合物在CH2Cl2、CH3CN中对四面体阴离子如H2PO4-、HSO4-有较强的选择性识别能力，在水含量小于20％的CH3CN/H2O混合溶剂中表现一定的阴离子识别能力；紫外-可见光谱滴定实验表明，化合物与阴离子的结合强度随溶剂极性的增强而减弱，在不同溶剂中对阴离子的选择性顺序基本相同，但是在纯水溶剂中只对HSO4-有一定的识别能力，可能是基于受体大环空腔与HSO4-阴离子较好的匹配作用。采用两种方法将二茂铁基化合物修饰电极制备了电化学传感器：二茂铁甲酸芘甲酯与多壁碳纳米管共沉积成膜修饰玻碳电极及N，N’，N’，N’-四二茂铁二乙烯三胺甲酰胺修饰碳糊电极。研究发现，碳纳米管的引入对膜修饰电极的稳定性有一定的改善，成膜物中二茂铁基化合物与碳纳米管的质量比为5：1时所制备的电极稳定性及电化学可逆性相对较好，而碳纳米管修饰的电极相对于纯化合物膜电极的阴离子识别能力有微弱提高；碳糊电极中电极材料的组成对电化学性质有显著的影响，以碳糊：石蜡=9：5、化学修饰剂含量为16％的混合物所制备的电极电化学性质相对较好，研究碳糊电极的阴离子识别性质发现，在乙醇溶液中，H2PO4-引起电极峰电流增大约25％，电极对其它离子电流响应不明显，从而表现较好的H2PO4-选择性识别。

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-7
目录  7-11
第一章 文献综述  11-38
  1.1 阴离子识别的意义及研究现状  11
  1.2 用于阴离子识别的二茂铁基树枝状大分子  11-18
    1.2.1 通过缩合反应制备的二茂铁基树枝状大分子  12-15
    1.2.2 通过其它方法制备的二茂铁基树枝状大分子  15-18
  1.3 二茂铁基小分子化合物  18-23
    1.3.1 含酰胺基的化合物  18-19
    1.3.2 含脲及硫脲基的化合物  19-20
    1.3.3 离子型化合物  20-21
    1.3.4 二茂铁基环胺化合物  21-22
    1.3.5 其它二茂铁基化合物  22-23
  1.4 阴离子识别机理  23
    1.4.1 非共价作用  23
    1.4.2 受体选择性  23
  1.5 阴离子识别检测方法  23-28
    1.5.1 电化学方法  24-26
    1.5.2 核磁共振技术  26-27
    1.5.3 紫外-可见及荧光光谱技术  27
    1.5.4 X-射线晶体衍射技术  27-28
  1.6 二茂铁基化合物在电化学传感器中的应用  28-29
  1.7 课题的提出  29
  参考文献  29-38
第二章 二茂铁基支化化合物的合成、电化学及阴离子识别性质研究  38-52
  2.1 实验部分  38-40
    2.1.1 主要试剂的规格和来源  38-39
    2.1.2 试剂处理  39
    2.1.3 测试仪器及方法  39
    2.1.4 溶液电化学测试方法  39
    2.1.5 阴离子识别测试方法  39
    2.1.6 二茂铁基化合物的合成  39-40
      2.1.6.1 二茂铁二甲酮的合成  39-40
      2.1.6.2 二茂铁二甲酸(Fc-(COOH)_2)的合成  40
      2.1.6.3 1,1'-二茂铁二甲酰氯(Fc-(COCl)_2)的合成  40
      2.1.6.4 二茂铁甲酰氯的合成  40
      2.1.6.5 二茂铁基超支化聚合物(Compound 1)的合成  40
      2.1.6.6 树枝状化合物(Compound 2)的合成  40
  2.2 结果与讨论  40-48
    2.2.1 合成与表征  40-42
    2.2.2 电化学性质研究  42-47
      2.2.2.1 二茂铁基化合物的CV行为  42
      2.2.2.2 扫描速率的影响  42-44
      2.2.2.3 溶剂的影响  44
      2.2.2.4 阴离子识别的电化学法  44-47
        2.2.2.4.1 对H_2PO_4~-的电化学响应  45-46
        2.2.2.4.2 受体对阴离子的选择性识别  46-47
    2.2.3 受体与阴离子氢键作用研究  47-48
  2.3 小结  48-49
  参考文献  49-52
第三章 含酰胺基的二茂铁基化合物的合成及其阴离子识别性能研究  52-65
  3.1 实验部分  52-54
    3.1.1 主要试剂的规格和来源  52-53
    3.1.2 试剂处理  53
    3.1.3 测试仪器及方法  53
    3.1.4 溶液电化学测试方法  53
    3.1.5 阴离子识别的电化学方法  53
    3.1.6 阴离子识别的核磁共振法  53
    3.1.7 二茂铁基化合物的合成  53-54
      3.1.7.1 二茂铁甲酰氯的合成  53
      3.1.7.2 对苯胺基二茂铁甲酰胺的合成  53
      3.1.7.3 N,N',N',N'-四二茂铁二乙烯三胺甲酰胺的合成  53
      3.1.7.4 N,N'-二二茂铁二乙烯三胺甲酰胺的合成  53-54
  3.2 结果与讨论  54-63
    3.2.1 合成与表征  54-56
    3.2.2 电化学行为  56-57
      3.2.2.1 扫描速率的影响  56
      3.2.2.2 溶剂的影响  56-57
    3.2.3 电化学法识别阴离子  57-60
    3.2.4 ~1H-NMR技术用于阴离子识别  60-61
    3.2.5 UV-Vis技术用于阴离子识别  61-63
  3.3 小结  63
  参考文献  63-65
第四章 水溶性二茂铁基环胺化合物的合成及其在含水溶剂中的阴离子识别  65-78
  4.1 实验部分  65-66
    4.1.1 主要试剂的规格和来源  65-66
    4.1.2 试剂处理  66
    4.1.3 测试仪器及方法  66
    4.1.4 溶液电化学测试方法  66
    4.1.5 阴离子识别的电化学方法  66
    4.1.6 阴离子识别的UV-Vis方法  66
    4.1.7 二茂铁基化合物的合成  66
      4.1.7.1 二茂铁二甲酰氯的合成  66
      4.1.7.2 二茂铁基环胺化合物1的合成  66
  4.2 结果与讨论  66-75
    4.2.1 合成与表征  66-68
    4.2.2 电化学行为  68-71
    4.2.3 核磁与红外研究  71-73
    4.2.4 紫外研究  73-75
  4.3 小结  75
  参考文献  75-78
第五章 基于二茂铁基化合物的电化学传感器的制备与性能研究  78-92
  5.1 实验部分  79-80
    5.1.1 主要试剂的规格和来源  79
    5.1.2 试剂处理  79
    5.1.3 测试仪器及方法  79
    5.1.4 溶液电化学测试方法  79
    5.1.5 二茂铁基化合物溶液中阴离子识别测试方法  79
    5.1.6 二茂铁甲酸芘甲酯-碳纳米管修饰电极的制备  79
    5.1.7 碳糊电极的制备  79
    5.1.8 修饰电极阴离子识别测试方法  79-80
    5.1.9 化合物的合成与原料处理  80
      5.1.9.1 二茂铁二甲酰氯的合成  80
      5.1.9.2 二茂铁甲酸芘甲酯(化合物1)的合成  80
      5.1.9.3 N,N',N',N'-四二茂铁二乙烯三胺甲酰胺(化合物2)的合成  80
      5.1.9.4 多壁碳纳米管的酸化处理  80
  5.2 结果与讨论  80-90
    5.2.1 合成与表征  80-81
    5.2.2 化合物1溶液电化学行为  81
    5.2.3 化合物1在溶液中的离子识别性能  81-83
    5.2.4 化合物1的膜电化学行为  83
    5.2.5 化合物1膜对阴离子的电化学响应  83-84
    5.2.6 化合物1-碳纳米管修饰电极  84-87
    5.2.7 碳糊电极  87-90
      5.2.7.1 溶剂对电极电化学行为的影响  87
      5.2.7.2 石蜡含量对电化学行为的影响  87-88
      5.2.7.3 二茂铁基化合物含量对电化学行为的影响  88
      5.2.7.4 碳糊电极电化学行为  88-89
      5.2.7.5 碳糊电极对阴离子的电化学响应  89-90
  5.3 小结  90
  参考文献  90-92
第六章 结论  92-93
攻读硕士期间完成的论文  93-94
致谢  94

相似论文

  1. 天然迈克尔反应受体分子的快速发现及活性研究,R284
  2. 酮色林对炎性痛和神经病理性痛的治疗作用及其机制,R741
  3. 红笛鲷清道夫受体B型Ⅰ类和抗冻蛋白Ⅱ型基因的克隆、表达与定量分析,S917.4
  4. 害虫捕食性天敌拟环纹豹蛛烟碱型乙酰胆碱受体毒理学特性研究,S476.2
  5. 一个油菜菌核病抗病相关基因的功能初步分析,S435.654
  6. 牛蒡子苷提取、纯化及其对小鼠C2C12细胞生长的影响,S853.7
  7. PRRSV的感染差异性和抗体依赖性增强作用研究,S858.28
  8. IBDV配体表位P22/P221多肽合成功能鉴定及对CEF细胞文库的筛选,S852.65
  9. 烟粉虱田间种群抗药性监测及BtGluClα1基因组结构的分析,S433
  10. 马铃薯甲虫对4种新烟碱类杀虫剂的敏感性变化及其机理,S435.32
  11. 八种昆虫转录组数据中OBP、CSP和RyR基因预测及序列分析,S433
  12. 烟夜蛾气味受体基因和精氨酸激酶基因的克隆与表达分析,S433.4
  13. 几种新型杀虫剂对马铃薯甲虫的毒力及两类靶标的分子克隆,S435.32
  14. 绿茶提取物EGCG抗乙型肝炎病毒的分子机理研究,R285
  15. 类固醇激素合成酶及相关受体表达与猪卵泡闭锁过程的关系研究,S828
  16. 腺苷介导的侧脑室吗啡预处理对缺血后心肌保护作用,R542.22
  17. Toll样受体4信号通路在脂多糖促进肺癌细胞增殖中的机制探讨,R734.2
  18. 青春期至成年早期双酚A暴露对小鼠行为的影响及其分子机制,R965
  19. 乙烯信号与血红素—血红素加氧酶系统在抑制番茄黄化幼苗主根伸长中的互作,S641.2
  20. 小剂量螺内酯对2型糖尿病患者糖尿病肾病的抗氧化保护作用探讨,R587.2
  21. 乳杆菌代谢产物RNA组分序列分析及对其部分生物学功能的研究,R378

中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 有机化学 > 元素有机化合物 > 第Ⅷ族元素有机化合物 > 铁有机化合物
© 2012 www.xueweilunwen.com