吡啶-2,6-二甲酸与金属离子配位行为的热化学研究

摘要

吡啶-2,6-二甲酸是具有显著生物活性的物质,在医学上已得到广泛的应用。它的衍生物和配合物的立体化学、结构化学、磁学、光谱学、反应动力学和生物化学模拟系统等方面都已得到了深入和广泛的研究。据报道,吡啶环比苯环更容易被生物体所吸收,副作用小,因此药物合成中吡啶类杂环药物的设计合成倍受关注。
　　近年来,吡啶-2,6-二甲酸类金属配合物的合成、结构表征及性质研究等方面已取得很大的进展,但其低温热容和溶解焓等热化学性质方面的研究未见报道。众所周知,物质的热容是其最基本的热力学性质之一,而物质的热力学函数、溶解焓和标准摩尔生成焓是从理论上计算物质所参与的化学反应的反应焓和反应的理论产率时所必须依据的重要数据。为此,本论文在参考文献资料的基础上完成了如下研究工作:
　　1.合成了十种碱金属、碱土金属和过渡金属配合物,并利用元素分析和X射线单晶衍射仪确定了配合物的组成和晶体结构。
　　2.利用精密自动绝热量热法测量了配合物的低温热容。除碱土金属镁和锶以及过渡金属镍的配合物出现异常外,其余配合物的热容曲线在测量温区内都是随温度平滑递增的。对于热容曲线出现异常的配合物利用TG/DSC技术确定了它们的热分解机理。
　　3.用最小二乘法对每种配合物的实验热容值进行拟合,得到摩尔热容随折合温度变化的多项式方程。利用此方程计算出实验温区内相对于298.15 K时的舒平热容值以及焓、熵和吉布斯自由能等热力学函数值。
　　4.利用等温环境溶解-反应量热法,依据Hess定律,将目标配合物作为产物之一设计一个热化学反应,选择合适的溶剂,分别测量反应物和产物在所选溶剂中的溶解焓,根据溶解焓计算出反应焓,再依据反应焓和反应中其它物质的标准摩尔生成焓,即可计算出目标配合物的标准摩尔生成焓。利用紫外-可见光谱仪和折光仪对反应物和产物分别在所选溶剂中溶解所得到的溶液进行测量,发现两种溶液的紫外-可见光谱和折光指数很接近,从而证实所设计的热化学循环是合理的。

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前言

第一章 绪 论

1.1 金属元素的生物功能

1.2 吡啶-2, 6-二甲酸的概述

1.3 吡啶-2, 6-二甲酸配合物和聚合物的研究进展

1.4 选题目的及研究意义

第二章 吡啶-2, 6-二甲酸金属配合物的单晶培养及结构分析

2.1 配合物的单晶培养

2.2 单晶结构的测定

2.3 单晶的结构分析

2.4 本章小结

第三章 高精度全自动低温绝热量热法和等温环境溶解-反应量热法

3.1 高精度全自动低温绝热量热法

3.2 等温环境溶解-反应量热法

第四章 吡啶-2, 6-二甲酸金属配合物低温热容和热力学性质研究

4.1 样品

4.2 热力学函数的计算

4.3 配合物低温热容的测量结果及讨论

4.4 本章小结

第五章 吡啶-2, 6-二甲酸金属配合物的标准摩尔生成焓

5.1 配合物标准摩尔生成焓的计算

5.2 本章小结

第六章 总 结

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的学术论文