超分子凝胶可视化选择性识别有机小分子的研究进展

近年来,超分子凝胶作为一类非常重要的软物质材料而受到广泛关注,当前研究面临的最大问题之一是智能响应性,而智能响应性凝胶材料发展的一个重要研究方向是可视化选择性识别有机小分子。本文从有机小分子的类型(手性分子、位置异构体和氨基酸等)出发,较系统地综述了可视化选择性识别有机小分子的超分子凝胶的研究进展情况,并对该研究领域作了简单展望。

双二苷酰胺从硝酸溶液中萃取Eu(Ⅲ)和Am(Ⅲ)

采用混合酸酐法合成了两种双二苷酰胺(bisdiglycolamide,BisDGA)萃取剂:N,N,N''',N'''-四正辛基-N',N″-乙二基-双二苷酰胺(TOE-BisDGA)和N,N,N''',N'''-四正辛基-N',N″-间苯二甲基-双二苷酰胺(TOXBisDGA).以磺化煤油和正辛醇混合溶液(体积比90∶10)作稀释剂,研究了它们在硝酸溶液中对Eu(Ⅲ)和Am(Ⅲ),以及自身对HNO3的萃取行为.结果表明,2种BisDGAs对HNO3均有一定萃取,当酸度不超过1.0 mol/L时,二者形成1∶1型的萃合物.随HNO3浓度增加,Eu(Ⅲ)和Am(Ⅲ)的萃取分配比增加.相同条件下,TOE-BisDGA对Eu(Ⅲ)和Am(Ⅲ)的萃取能力强于TOX-BisDGA.斜率分析表明TOE-BisDGA和TOXBisDGA与Eu(Ⅲ)和Am(Ⅲ)均形成2∶1型的萃合物.温度升高,萃取分配比下降,萃取反应是放热反应.2种BisDGAs对Eu(Ⅲ)的亲和力强于对Am(Ⅲ)的亲合力,表明BisDGAs对Eu(Ⅲ)有一定的选择性.同时,研究了BisDGAs萃取Eu(Ⅲ)和Am(Ⅲ)的机理,给出了表观萃取平衡常数和萃取反应热力学函数ΔH,ΔS和ΔG的值.此外,还对TOE-BisDGA和TOX-BisDGA与Eu(Ⅲ)形成的配合物进行了红外和紫外光谱分析.

具多重氢键寡聚芳酰胺的合成及自组装

含六重氢键寡聚芳酰胺双分子链在没有相应互补链的情况下,其中一条链发生自组装.通过紫外-可见(UV-Vis)光谱、动态光散射(DLS)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等实验手段,对其自组装行为进行了研究.实验结果表明,在1,2-二氯乙烷中随温度升高在紫外区吸收发生蓝移,说明酰胺自组装体部分解聚.该分子链在不同极性的溶剂中都能发生自组装,并随极性不同表现为不同的形貌.如在甲苯中呈网状结构,在极性相对较弱的二氯甲烷和环己烷的混合溶剂中为不规则的蜂窝状结构,而在三氯甲烷和甲醇组成的极性混合溶剂中则组装成稳定的实心微球,其直径随着浓度升高而增大,通过在乙腈中的降温过程,观察到组装体形貌由管状纤维向实心球的转变.

N,N＇-二乙基-N,N＇-二(丙氧基苯基)-2,6-吡啶二酰胺对铀酰离子的选择性络合萃取

研究了新型萃取剂N,N'-二乙基-N,N'-二(丙氧基苯基)-2,6-吡啶二酰胺(1a^1c)对铀酰离子(UO2+2)的络合萃取.结果表明,当不加硝酸或硝酸浓度为6 mol/L时,化合物1a对UO2+2的萃取率分别高达99%和94%.在6 mol/L HNO3的高酸度条件下,化合物1a能实现UO2+2和镧系元素(La,Eu及Yb)的选择性分离[分离比SFU(Ⅵ)/Ln(Ⅲ)>20];而化合物1b和1c则可以实现UO2+2和轻镧系元素(La,Eu)之间的分离.双对数图(lg-lg plot)实验结果表明,化合物1a^1c与UO2+2的萃合比在1~2之间,表明同时存在2∶1和1∶1两种比例的萃合物.核磁共振波谱和红外光谱数据证明吡啶氮和羰基氧参与了对UO2+2的配位.

基于多重氢键组装的双杯冠合成及对铯离子的络合

合成了一种基于多重氢键组装形成的新型双杯冠化合物,利用核磁共振氢谱(1H NMR)和碳谱(13C NMR)以及高分辨质谱(ESI-HRMS)对组装前体分子结构进行了表征.通过一维和二维核磁共振氢谱(2D NOESY)研究了该双杯冠的的自组装结构,并采用核磁共振和紫外-可见光谱的方法测定了其对铯离子的络合.实验表明,通过氢键组装形成的双杯冠化合物,由于阻止了单杯冠分子内组装而限制了冠醚环构象改变,其萃取率由单杯冠的82%提高到96%.