羧酸类化合物的结构和萃取性能的相关性

羧酸类化合物的结构和萃取性能的相关性（精选2篇）

羧酸类化合物的结构和萃取性能的相关性 篇1

羧酸类化合物的结构和萃取性能的相关性

应用量子化学参数研究羧酸类化合物的.结构与其萃取性能的相关性, 并将二维结构参数应用到三维构效关系研究中, 从而有效地改善了CoMFA法的结果, 用pKa值来表征羧酸类化合物的萃取性能.

作 者：齐玉华 许禄 作者单位：中国科学院长春应用化学研究所稀土化学与物理开放实验室,长春,130022刊 名：高等学校化学学报 ISTIC SCI PKU英文刊名：CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES年，卷(期)：23(8)分类号：O657关键词：量化参数 CoMFA法 羧酸类化合物 p?K?a值 化学计量学

羧酸类化合物的结构和萃取性能的相关性 篇2

我们使用二氯甲烷作溶剂,三乙胺作催化剂,采取一锅煮简单方法合成了4种磺酰胺类桥联芳香大环化合物a-d[5],并通过现代波谱技术IR、1H-NMR、13C-NMR、MS、EA对其组成结构进行了表征。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

磺酰胺类芳香大环化合物a-d为金属离子的萃取剂,结构式见图1。CH2Cl2,ZnCl2,CaCl2,Pb(NO3)2,CuCl2,FeCl3,CdCl2,MnCl2,CoCl2,NiCl2,CrCl3等均为分析纯试剂。实验用水为超纯水。

岛津原子吸收分光光度计AA-6300,荣华SHZ-82A气浴恒温振荡器。

(a:R=n-C3H7;b:R=n-C4H9;c:R=n-C5H11;d:R=i-C5H11)

1.2 萃取实验

以a-d为金属离子的萃取剂,以CH2Cl2为溶剂,将其分别配成6.0×10-4 mol·L-1的标准溶液。使用二次蒸馏水配制6.0×10-3mol·L-1 金属离子储备液,进行萃取实验时稀释10倍即可。移取配体的氯仿溶液和金属离子的水溶液各10mL(C配体=C金属离子=6.0×10-4 mol·L-1)混合于50mL的锥形瓶中,振荡器上剧烈振荡8h(20℃),分液,将水相稀释一定倍数,与稀释萃取前溶液分别用原子吸收法测定金属离子的浓度。金属离子的萃取效率通过水相中金属离子浓度在萃取前后的变化来计算。原子吸收测定条件列于表1。

2 结果与讨论

2.1 对金属萃取性能

磺酰胺类芳香大环化合物a-d对金属离子的萃取率和10种金属的离子半径[6]见表2。磺酰胺类大环a-d烷氧基部分碳链是逐渐增长的,它们的芳环单元及桥联部分是相同的,因此它们的空腔大小应该是接近的,这决定了它们对不同金属的萃取能力的不同,对相同的金属萃取能力也是相近的。但由于这几种化合物在可选的萃取溶剂CH2Cl2、CHCl3、CCl4和乙酸乙酯中溶解性都不好,因此萃取能力主要取决于溶解度。由a到d 芳环烷氧基碳链增长,脂溶性增强,萃取能力增强,所以我们看到萃取率总体提高。a络合较好的Cd2+半径是1.52,c络合较好的Ca2+半径分别是1.73,都是表中较大半径。4种化合物对Pb2+的萃取能力是最差的,说明磺酰胺类芳香大环化合物a-d的空腔大小不适合最大离子半径的Pb2+。

2.2 萃取率随时间的变化

将a用CH2Cl2做溶剂,配成6.0×10-4 mol·L-1的标准溶液做1.2的萃取Cd2+实验。在不同时间点分别取上层水溶液稀释一定倍数,做原子吸收测定其浓度,近而计算萃取率。以萃取率E%对时间t作图(图2)。由图2可以看出,在最初的3h萃取率变化是最快的;随着时间的变化萃取率不断提高,监测的时间中萃取率开始是提高的,7～9h时间段萃取率的变化趋于平稳,可以认为萃取基本达到平衡时间。

3 结论

研究了4种新型的磺酰胺类桥联的大环化合物对金属离子的萃取性能,虽然受溶解度的限制,但我们探知了它们对Ca2+、Cu2+、Cd2+ 几种金属离子有良好的萃取能力,特别是对有毒有害的Cd2+的络合具有非常的意义,我们推知氮原子和硫原子也参与了与金属离子的配位。目前的研究仅为初步阶段,我们仅仅对4种化合物对金属离子的萃取性能进行了一些探讨,随着对各种不同空腔大小的大环化合物的结构建构和性能研究,我们将找到环的大小和离子半径的大小的匹配的规律。另外,我们还要合成更多脂溶性好的大环用于对金属离子的萃取研究,从而为主客体化学、超分子化学的发展添枝加瓦。

参考文献

[1]王云艳,蔡亚华,颜朝国.杯芳烃树枝型酰胺衍生物的合成和对金属离子的识别[J].应用化学,2006,23(3):278-282.

[2]Lan He,Yu An,Lihua Yuan,et al.Shape-persistent macrocyclicaromatic tetrasulfonamides:Molecules with nanosized cavitiesand their nanotubular assemblies in solid state[J].Proceedingsof the National Academy of Sciences of the United States of A-merica,2006,103(29):10850-10855.

[3]Lan He,Yu An,Lihua Yuan,et al.Macrocyclic aromatic tetra-sulfonamides with a stable cone conformation[J].ChemicalCommunications(Cambridge,United Kingdom),2005,(30):3788-3790.

[4]Katagiri K,Kato T,Masu H,et al.Pseudopolymorph and infi-nite hydrogen bonding network of cyclic oligomers of m-amino-benzenesulfonic acid[J].Cryst Growth Des,2009,9(3):1519-1524.

[5]张德春.芳香磺酰胺类和磺酸酯类杯芳烃的合成与性质研究[D].北京:北京师范大学化学学院,2007.