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超分子化学是研究有关两个或者两个以上的化学物种通过分子间作用力缔合而形成具有更高复杂性的有组织实体,是研究超分子或者超分子结构的形成、性质及应用的化学。近年来,超分子化学或者主客体化学作为化学研究的一个热点,受到了越来越广泛的关注。在主客体化学中,人们对冠醚、环糊精、杯芳烃作了大量的研究,而瓜环作为一类新型笼状化合物,因其具有良好的刚性和疏水空腔,能装载各种大小和性质各异的分子,或是使客体分子覆于瓜环端口自组装形成分子胶囊或分子胶囊壳而成为超分子化学领域的研究热点。随着瓜环同系物的出现,以不同瓜环为主体的主客体化学、超分子化学的研究报道逐年增多。基于以上研究背景,本文考察了瓜环与偶氮类染料和长链异喹啉类化合物两个体系情况。 第一部分利用紫外吸收光谱法、荧光光谱法、核磁共振技术(1H NMR)和单晶X-射线衍射技术考察了六、七、八元瓜环及系列改性瓜环与偶氮染料类的相互作用,并计算出平衡常数。研究结果表明:对称四甲基六元瓜环(TMeQ[6])、间位六甲基六元瓜环(m-HMeQ[6])、1,3,5三环己基六元瓜环(TriCyHQ[6])、六元瓜环(Q[6])、七元瓜环(Q[7])及八元瓜环(Q[8])分别与2,4-二氨基偶氮苯的盐酸盐(记为g1)相互作用形成物质的量比为1:1、1:1、1:1、1:1、1:1及1:2的主客体配合物;TMeQ[6]、Q[7]、Q[8]与对氨基偶氮苯的盐酸盐(记为g2)分别作用形成物质的量比均为1:1的主客体配合物。此外,本文还测试了体系酸碱度和共存离子对瓜环与两种偶氮染料的盐酸盐相互作用的影响。实验结果表明:在弱酸性或中性条件,瓜环与以上两种客体作用明显,而在强碱性条件时,用紫外吸收光谱法和荧光光谱法未能观察到主客体之间的相互作用。最后,测试了共存离子对主-客体作用体系的影响,结果表明共存离子浓度在小于10-3mol/L时对主-客体作用体系的影响较小;而离子浓度在10-3mol/L以上时共存离子对主-客体作用体系的影响较大。 利用所建立的以瓜环为主体的超分子体系的高灵敏度和高选择性的特点,对瓜环-偶氮染料类超分子体系采用紫外-可见吸收光谱法和荧光增敏或猝灭方法,测定了上述超分子体系的线性范围、检出限和回收率等,为建立一种新颖、灵敏的分析检测上述两种偶氮类污染物的方法奠定了基础。 第二部分合成了六个客体,2,2’-(乙烷-二)-二异喹啉二溴化物、2,2’-(丁烷-二)-二异喹啉二溴化物、2,2’-(己烷-二)-二异喹啉二溴化物,2,2’-(辛烷-二)-二异喹啉二溴化物,2,2’-(癸烷-二)-二异喹啉二溴化物,2,2’-(十二烷-二)-二异喹啉二溴化物(依次记为K2,K4,K6,K8,K10,K12)。利用1HNMR技术和紫外吸收光谱、荧光光谱,单晶X-射线衍射技术等现代分析方法,考察了六、七、八元瓜环与上述六种化合物相互作用的情况。研究结果表明:Q[7]与客体作用时,客体碳链的长度、主体瓜环的浓度以及相应客体的浓度均影响主客体的相互作用模式。特别是取代烷基碳链大于4的客体,主体或客体物质的量的多少将制约主体包结客体的包结模式;Q[6]与客体的相互作用模式与客体烷基链的长度有关,烷基链处于4~6之间主客体的相互作用比较稳定;Q[8]与客体均能作用,取代烷基碳链大于4的客体都是弯曲进入瓜环的空腔。