新型杯[4]吡咯键合固定相的研究及应用
文献类型：学位论文
| 作者 | 周长征 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2006-05-17 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 蒋生祥 |
| 关键词 | 杯[4]吡咯 高效液相色谱 毛细管电泳 高温气相色谱 分子识别 阴离子 calix[4]pyrole high-performance liquid chromatography capillary electrophoresis high temperature gas chromatography molecular recognition anion |
| 学位专业 | 分析化学 |
| 中文摘要 | 大环化合物以其分子结构的刚性和柔性的平衡，较大的接触面积以及存在多种作用力场等特点成为较佳的主体分子，大环化学也因此一直在超分子化学的发展中起着主导和推动作用。分子识别一直是超分子化学研究的核心问题之一，而对阴离子的识别又是一个极富挑战性的课题。一方面，寻找和合成能够识别阴离子的新的主体分子难度较大；另一方面，探索已知主体分子的性能和应用领域也需要进一步开拓。基于此目的，本论文围绕杯[4]吡咯化合物的阴离子识别性能，合成了一系列新的杯[4]吡咯衍生物和杯[4]吡咯液相色谱固定相，利用CE和HPLC等手段进行了一系列探索性的研究，对分子识别的作用机理和其在分析化学中的应用作了阐述，主要研究内容涉及以下几个方面：利用毛细管区带电泳（CZE）研究杯[4]吡咯和二吡咯化合物的阴离子识别作用利用杯[4]吡咯和二吡咯化合物作为CZE的电解质添加剂，通过研究其影响无机阴离子的迁移规律来揭示其对不同阴离子的识别能力，比较不同主体分子对阴离子识别的灵敏度差异，探讨了造成各种差异的机理，发现主体分子的空间柔性和基团的空间位阻是影响主体分子识别能力的重要因素，同时显示出杯[4]吡咯和二吡咯化合物作为水中阴离子CZE分析的良好添加剂的潜力。杯[4]吡咯化合物的β位单取代衍生产物的合成改进合成方法，设计合成了包括单取代酯类，羧酸和端烯烃在内的一系列杯[4]吡咯衍生化合物，有些是未见报道的。考察了反应条件（配比和pH值等）及分离条件，对杯[4]吡咯衍生化合物的分子识别能力进行了初步的探索。酰胺键合型杯[4]吡咯固定相的合成及分离性能研究建立了基于氨丙基硅胶改性而来的杯[4]吡咯固定相的合成路径并通过模型化合物的合成和表征对固定相的键合进行了验证，在合成的杯[4]吡咯固定相上，通过无机阴离子和衍生化氨基酸的分离验证了杯[4]吡咯分子已成功键合到固定相上。通过对酚类、苯羧酸、止血剂、消炎药和非极性组分的分离以及色谱行为的探讨，揭示了疏水作用和氢键作用是影响分离结果的主要因素。这也使杯[4]吡咯色谱柱表现出反相和离子色谱柱的混合特征。杯[4]吡咯色谱柱还表现出分离某些异构体的潜在能力。这也反过来揭示了超分子化学中分子识别的机理，对分子识别的发展起到了促进作用。表面引发自由基加成键合型杯[4]吡咯固定相的合成和分离性能研究利用端巯基作为表面自由基反应的引发点引发合成了杯[4]吡咯分子修饰的两种新型固定相，利用液体反应确定了反应物并进行了表征，考察并确定了反应条件，发现由于杯[4]吡咯的空间位阻较大使得聚合过程不能发生。对制备的杯[4]吡咯巯基固定相进行了表征并进行了色谱性能考察，发现其可以对氨基酸、酚类、苯羧酸、止血剂、消炎药和非极性组分进行较好的分离，分离机理主要基于疏水作用和氢键作用。不过，作为基底的MPS硅胶的弱的疏水性也会间接影响到杯[4]吡咯巯基硅胶柱的一些性质。色谱分析技术在石油和油藏中高分子量烃类研究中的应用应用高温气相色谱法，全烃气相色谱法，棒薄层色谱法和气相色谱-质谱联用等方法对中石化胜利油田所产原油进行了研究，揭示了HMWHCs在原油中的存在规律，其广泛分布得到了证明，尤其是在凝析油和轻质油中也发现了HMWHCs，对其中的高分子量烷烃的碳数分布范围，峰轮廓特点和含量等指标进行了总结，原油的成熟程度和烷烃含量可以作为评估其在原油中含量多少的主要依据，这些都是前人的研究所未发现的。高分子量烷烃的抗生物降解能力得到了确定且大约与规则甾烷相当。在油藏中发现的HMWHCs明显多于生产的原油中的含量。在油井的开采过程中，HMWHCs和其它高分子量组分（如非烃和沥青质）大大影响了原油的生产，提高产量的方法应从降低这些组分的粘度和密度等指标以增加流动性方面来入手。特别是这些研究再一次说明由于HMWHCs易于保留在油藏中使得它们在生产的原油中含量很少，这是它们长期未得到较好研究的重要原因。本论文工作的创新点主要体现在： 1．设计合成了多种新的杯[4]吡咯衍生化合物； 2．利用CZE作为研究和对比杯[4]吡咯和二吡咯分子识别能力并研究机理的手段。 3．开发酰胺键合型杯[4]吡咯固定相，特别是用其分离了包括酚类、苯羧酸和药物等多种有机阴离子，确定了杯[4]吡咯固定相的混合作用机理； 4．利用表面自由基加成反应开发了杯[4]吡咯新型固定相，用其分离了包括氨基酸、酚类、苯羧酸和药物等多种有机阴离子，确定了杯[4]吡咯固定相的混合作用机理，发现作为基底的MPS硅胶对杯[4]吡咯固定相的分离性能有一定的影响； 5．应用色谱分析技术对中石化胜利油田所产原油进行了研究，揭示了HMWHCs在原油中的存在规律，确定了高分子量烷烃的抗生物降解能力，进一步揭示了HMWHCs易于保留在油藏中使得它们在生产的原油中含量很少，这是它们长期未得到较好研究的重要原因。 |
| 学科主题 | 色谱学及相关技术 |
| 公开日期 | 2013-05-24 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/3063]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_中科院西北特色植物资源化学重点实验室/甘肃省天然药物重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 周长征. 新型杯[4]吡咯键合固定相的研究及应用[D]. 中国科学院研究生院. 2006. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州化学物理研究所
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