Водородные связи и структурные характеристики некоторых каликс[4]аренов и их производных по данным ИК- и УФ - спектроскопии

• Автор: Борисоглебская, Евгения Ивановна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 125 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Водородная связь. Возможности инфракрасной спектроскопии при исследовании разного типа водородного связывания.

1.2. Номенклатура каликсаренов.

1.3. Синтез каликсаренов.

1.3.1. Каликсарены

1.3.2. Тиокаликсарены.

1.3.3. Каликсрезорцинолы.

1.3.4. Новые каликс4арены на основе пирогаллола.

1.3.5.Аминометилированные каликсрезорцинолы.

1.4. Физические и спектральные свойства
каликсаренов.
1.4.1 .Температура плавления каликсаренов.
1.4.2.Растворимость каликсаренов.
1.4.3.ИК спектры каликсаренов.
1.4.4.УФ спектры каликсаренов.
1.5. Конформационные свойства каликсаренов.
1.5.1.Конформации и водородные связи каликсаренов.
1.5.2.Конформациоино подвижные каликсарены.
1.5.3.Конформациоино жесткие каликсарены.
1.6. Образование комплексов с участием
каликсаренов.
1.6.1.Твердые комплексы с нейтра1ьными молекулами.
1.6.2.Комплексы с нейтральными молекулами в растворах.
1.6.3.Комплексы с катионами в растворах.
1.7. Способность к самосборке молекул
каликс4аренов и каликс4резорцинолов.
ГЛАВА 2. ИК СПЕКТРАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ К А ЛИКС 4РЕЗОРЦИНОЛОВ И ИХ
МОЛЕКУЛЯРНЫХ АНСАМБЛЕЙ.
2.1. Анализ ИК спектров каликс4рсзорцинолов.
2.2. Особенности поглощения v0 в 6 каликс4рсзорцинолах
2.3. Супрамолскулярные ансамбли
каликс4резорцинолов по данным ИК Фурье спектроскопии
ГЛАВА 3. ИК И УФ СПЕКТРАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АМИНОМЕТИЛИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДНЫХ К АЛ ИКС 4РЕЗОРЦИНОЛОВ И ИХ СОЛЕВЫХ КОМПЛЕКСОВ С ОРГАНИЧЕСКИМИ КИСЛОТАМИ.
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН ОСЛАБЛЕНИЯ КООПЕРАТИВНОЙ ВОДОРОДНОЙ СВЯЗИ В ТИОКАЛИКС4АРЕНАХ ПО СРАВНЕНИЮ С ИХ КЛАССИЧЕСКИМИ АНАЛОГ АМИ.
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
5.1. Объекты исследования.
5.2. Условия приготовления образцов, регистрации 3 спектров.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


При нагревании полученного таким образом кристаллического образца молекулярного ансамбля до 0 С впервые наблюдалась перестройка кристаллической структуры без плавления кристалла. При охлаждении образца до комнатной температуры наблюдается возвращение структуры к первоначальной структуре исходного каликс4резорцинола. Впервые показано, что аминометилированные каликс4резорцинолы как в кристаллах, гак и в растворах в четыреххлористом углероде имеют цвиттерионную структуру с переносом гидроксильного протона на атом азота. Предложены наиболее вероятные структуры солевых комплексов. Практическая значимость работы. Впервые разработана методика исследования структуры, конформационного состояния и системы водородного связывания представителей класса метациклофанов методами И К и УФ спектроскопии и опробована на ряде каликс4аренов, каликс4резорцинолов и их производных. Полученные в диссертации результаты могут быть полезны для разработки практических подходов к исследованию структуры соединений класса каликсаренов. Результаты данной работы позволяют ответить на вопрос о возможности комплексообразования каликсаренов с рядом органических кислот. Кроме того, на основании полученных данных мо1уг быть разработаны принципы молекулярного дизайна новых разнообразных производных каликсаренов с заданными свойствами, изучена их структура и возможности комплексообразования с другими молекулами. Объем и структура работы. Диссертация изложена на 7 страницах машинописного текста и содержит рисунков и таблиц. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы из 4 наименований и приложения, включающего в себя названия всех исследованных соединений по номенклатуре ИЮПАК и используемые сокращенные названия. В первой главе приведена информация о различных типах водородного связывания в системах, обсуждаются публикации, посвященные синтезу, характеристике физикохимических свойств и конформационных состояний каликс4аренов, а также их способности образовывать внутримолекулярные и межмолекулярные водородные связи, комплексы и суперкомплексы с нейтральными молекулами и ионами. Во второй, третьей и четвертой главах анализируются полученные нами экспериментальные ИК, УФ спектральные данные для исследованных каликс4аренов, а также данные квантовохимических и полуэмпирических расчетов. Работа выполнена в лаборатории молекулярной спектроскопии института органической и физической химии имени А. Е. Арбузова Казанского научного центра Российской академии наук под руководством доктора химических наук, профессора Коваленко В. И. и кандидата химических наук, старшего научного сотрудника Черновой . Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены на 5ой и 6ой Всероссийских конференциях Структура и динамика молекулярных систем Яльчик, г. Горизонты исследования водородной связи Вроцлав, ом симпозиуме по межмолекулярному взаимодействию и конформациям молекул Казань, г. Международном симпозиуме Молекулярный дизайн и синтез супрамолекулярных архитектур Казань, г. Гой Научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов научнообразовательного центра Казанского государственного университета Материалы и технологии XXI века Казань, г. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 статьи и тезисы 7 докладов, которые написаны в соавторстве с профессором Коваленко В. И. и старшим научным сотрудником Черновой . Автор выражает огромную благодарность своим научным руководителям Коваленко В. И. и Черновой . Кроме того, автор выражает благодарность всем соавторам публикаций за содействие и помощь Шагудуллину . Дорошкиной Г. М., Кацюбе С. А., Вандюковой И. И., Аввакумовой Л. В., Никитину В. Г. за предоставление образцов для исследования Казаковой Э. Х., Бурилову А. Р., Антипину И. С., Соловьевой . Стойкову И. И., Николаевой И. Кацюбе С. А. и Звереву В. Отдельная благодарность за огромную помощь в работе за научные консультации Бузыкину Б. И., за выполненные расчеты частот колебаний для ряда молекул кал икс 4 арено в Фуреру В. Л., за помощь в работе с рентгеноструктурной базой данных Криволапову Д. Б. и Добрынину А.