葫芦脲吸收部位

作者&投稿:鄘软 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~ 葫芦脲不是吸收而是吸附,它主要吸附:
1、对气体分子的吸附
2、对有机铵根离子的识别
3、对染料的吸附

葫芦脲(简称CB[n],n=5~8,10)是继杯芳烃之后被挖掘出的第四代大环分子,它是在酸性条件下,由甘脲和亚甲基经缩合反应得到的大环化合物。其内疏水、外亲水,且空腔中间大、两端小,具有高度的对称性,因此命名为“葫芦脲”(图1)。葫芦脲具有刚性大、热稳定性强且高度专一性的主-客体键合能力等特点,因而它能通过超分子作用识别金属离子、有机分子、中性分子等。但是葫芦脲的空间位阻大,且难以引入新的官能团,这也限制了葫芦脲的发展。

葫芦脲化学的建立起源于葫芦脲的配位化学,其家族中的**个成员CB[6],就是基于CB[6]与Ca2+形成配合物后而被确定。从结构方面,葫芦脲两端分布着与其结构单元数相同的羰基基团,该结构决定了葫芦脲可与金属离子等配位,形成特有的葫芦脲配位化学。葫芦脲配位化学己经成为葫芦脲化学的一个重要研究领域。近期研究显示,三分之二的研究涉及到葫芦脲的配位化学,葫芦脲的配位化学逐渐从简单的配位化合物向新颖的多维葫芦脲-金属配位聚合物发展,这些结构在吸附分离、磁性材料和催化等方面有着重要作用

葫芦脲(CB[n])的作用:

对气体分子的吸附
CB[5]在葫芦脲家族中最小,其端口大小为2.4Å,空腔直径为4.4 Å。其内部空腔太小,无法与客体分子形成主-客体复合物。但其可以结合气体小分子,例如N2,O2,Ar,CO等。另外,其端口的羰基可以与阳离子(碱/碱土金属离子、NH4+)相互作用。

对有机铵根离子的识别
CBs与有机铵根离子一般是形成1:1的配合物,形成复合物后,其吸收、荧光和核磁谱图通常会发生变化。CB[6]的研究**广泛,因其空腔较小,对脂肪铵离子的结合作用研究较多,CBs的羰基与脂肪铵的阳离子端通过偶极-偶极作用键合,脂肪碳链通过疏水相互作用进入葫芦脲的空腔内,形成稳定的复合物;空腔较大的CB[7]和CB[8]等可以结合芳香铵离子,芳环被包结进入葫芦脲的空腔中,芳香环的发光性能会发生改变。

对染料的吸附
CBs对多种类型的染料都具有一定的吸附性能,可实现对活性染料、偶氮染料以及阳离子染料的吸附。CBs与各种有机染料的结合能力要比与其他大环主体分子的结合能力强。与其他的大环分子一样,葫芦脲主体分子与染料相互作用很大程度上取决于葫芦脲空腔的大小。例如,CB[6]只能结合含胺的烷基链,CB[7]可以按照1:1的化学计量比结合各种各样的有机染料,而CB[8]能与染料分子按照2:1的结合比形成三元复合物。葫芦脲与染料分子通过主-客体相互作用结合后,能够调控染料分子的光物理性质和其他的性质。这些改变促使染料分子在光化学、光生物学等领域有潜在的应用价值。

对气体分子的吸附,葫芦脲分子是一种桶状的环状化合物。它的空腔是疏水的,而且两端开口,空腔两头比较小、中间很大,可以包结有机分子。空腔由羰基环绕而成,它的两端开口大小相同,同时两端的羰基又形成了与阳离子的键合位点,这就使得它能够通过空腔的疏水作用、羰基的氢键作用等作用来键合键合金属离子或有机分子的带电部分。但是相对于冠醚、环糊精、杯芳烃等主体化合物来说,直接在葫芦脲表面引入官能团很困难。
 一是葫芦脲在水和普通有机溶剂中溶解性很差;另外就是葫芦脲分子结构的刚性很强,不能改变形状以适合客体分子,所以配位作用伴随着极强的专一性和极高的缔合常数。
葫芦脲是继环糊精之后的又一类全新的大环主体分子,由于葫芦脲分子与许多客体都有很强的键合,得到了众多科学家的广泛关注。但是如何高效率的制备葫芦脲以及修饰葫芦脲仍然是现今葫芦脲化学的一个主攻方向。
与其它的大环穴状配体对比, 葫芦脲比较坚硬,可容纳不同大小的金属离子且不易变形, 不仅是较好的供电子基, 而且动力学方面也较稳定。葫芦脲位于每个端口上的羰基与其单体数( 聚合度) 相等。 而聚合度不同的葫芦脲, 具有大小不同的空腔和端口直径。
常见的葫芦脲为葫芦[6]脲(CB[6]),葫芦[7]脲(CB[7]),葫芦[8]脲(CB[8])。见文献报道的葫芦脲系列化合物有葫芦[n]脲(CB[n])(n=5~12)。葫芦[n]脲(CB[n])(n=5~12)的结构式如下图:

葫芦脲[n](n=5~8)的结构参数见表1。

葫芦脲虽然对许多氧化剂表现出稳定性, 但易与许多阳离子形成配合物, 且在盐水中其溶解度会随之增强。 现已有研究报道碱金属与碱土金属离子对葫芦脲[ n] ( n = 5~8) 溶解性的影响。 所键合的离子半径越大溶解度也越大,与二价金属离子( Mg2+ 除外)所生成的配合物就比与一价金属离子的溶解度要大。
葫芦[6]脲是最为常见的葫芦脲化学中的一员,主要是因为相比其他同系物葫芦[6]脲更容易制备。  
葫芦[7]脲空腔具有极化作用, 这一极化致使光化学及热力学行为受到影响, 同时有助于超分子的仿生催化。葫芦脲空腔也会发生包结扭曲现象。如吡啶嗡离子包结进入空腔, 与空腔形成弱的氢键的同时, 葫芦脲发生扭曲变形, 该扭曲程度与客体类型和结构有关。


包合物是由什么组成的?有什么用处?
称为被包合剂或客体分子。常见的能形成空穴或孔道的化合物有冠醚,环糊精,杯芳烃,杯吡咯,杯咔唑,瓜环葫芦脲,柱芳烃等。分为三类:结晶包合物、分子包合物、大分子包合物。常见的包合物有氢醌和惰性气体元素的加合物,尿素和烷烃的加合物,硫脲和烃的加合物,冠醚类复合物。

超分子化学的性质
超分子化学的发展不仅与大环化学(冠醚、穴醚、环糊精、杯芳烃、碳60、杯吡咯、杯咔唑,瓜环葫芦脲、柱芳烃等)的发展密切相连,而且与分子自组装(双分子膜、胶束、DNA双螺旋等)、分子器件和新兴有机材料的研究息息相关。到目前为止,尽管超分子化学还没有一个完整、精确的定义和范畴,但它的诞生和...

包合物名词解释
另一种是被囚禁在包合剂结构的空穴或孔道中的化合物,称为被包合剂或客体分子。常见的能形成空穴或孔道的化合物有冠醚,环糊精,杯芳烃,杯吡咯,杯咔唑,瓜环葫芦脲,柱芳烃等。一类有机晶体。其结构中含有两种结构单位,所以包合物是由两种化合物组成的:一种是能将其他化合物囚禁在它的结构骨架空...

由甘脲合成的晶体是什么
在人工合成受体的构造中呈现出显著优势.基于甘脲的受体分子主要有Nolte的分子夹[1]、Rebek的分子胶囊[2]及Mock和Kim的葫芦脲[3]等三大类.在此基础上,Isaacs小组[4]最近成功设计合成了一种新型的拱形分子夹受体--亚甲基桥连的甘脲二聚体(化合物3),由于具有良好的疏水腔和疏水效应,其应用正受到广泛...

包合物名词解释药剂学
2. 结构:包合剂通常具有能够形成空穴或孔道的结构,这些空穴或孔道能够容纳被包合剂分子。常见的能够形成空穴的化合物包括冠醚、环糊精、杯芳烃、杯吡咯、杯咔唑、瓜环葫芦脲、柱芳烃等。3. 分类:包合物根据其结构和组成可以分为三类:结晶包合物、分子包合物和大分子包合物。4. 应用:包合物在不...

薛红的研究方向
曾参加萃取剂的合成与稀有金属离子萃取研究;从事电化学研究与化学镀镍基合金材料与性能研究;参与国家九.五攻关项目氧化铝生产与工艺技术研究;稀散金属室温离子液体的性能与应用研究;氨基多酸稀散金属配合物结构与性能研究;超分子化学葫芦脲合成组装及其性能研究;近5年主持5项研究课题:氧化铝生产中添加...

ppt绘图插件
在这节课,我们通过5种常用的超分子包合主体(柱[5]芳烃、柱[6]芳烃、葫芦脲、环糊精、杯芳烃)的制作,复习并强化了PPT剖面手绘技术。通过PPT的自定义动画功能制作出超分子主客体包合的动画效果。 第23节 《晶格》 在这节课,我们通过6种不同类型的晶格的画法,集中复习了ThreeD插件、iSlide插件、OneKey插件及...

葫芦脲的有哪些性质??
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邹大鹏的主要研究兴趣
1、药物及其中间体的合成 2、基于葫芦脲与环糊精的超分子识别及自组装研究。

周晓海的教学情况
200万元)国家自然科学基金项目:“离子液体中葫芦脲超分子研究”(项目编号:20972120,2010年1月-2012年12月,总经费35.5万元)湖北省经济委员会中小企业科技项目:精细化学品研发(2007-2009,20万元)产学研合作项目:双C12烯基双吡咯烷-2,5-二酮农药助剂生产技术(2007-2009,80万元)产学研合作项...

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