仿生膜的电化学研究

仿生膜电化学是一门新兴的、也是当前很活跃的电化学和电分析化学的前沿领域。本文简要评述了生物膜领域的发展过程及研究现状，介绍了关于生物膜的一些基本性质和理论。概要总结了作为生物膜的研究模型一仿生膜在各个领域的研究情况及现状，展望了仿生膜在诸多领域应用的前景。采用电化学方法对支撑双层磷脂膜（s一BLM）和液／液界面等不同的模拟生物膜体系进行了研究，并结合AFM、XPS以及IR等谱学手段对蛋白质、核酸与生物膜之间的相互作用进行了初步探讨。主要结果如下：1．我们在玻碳电极表面成功地制备了嵌有DNA支撑双层磷脂膜，并用循环伏安法和阻抗谱图法证明了所形成的磷脂膜是双层。用循环伏安法、傅立叶红外和原子力显微镜表征了膜内DNA.此功能化膜表现出离子通道的行为，对其机理加以探讨，并且离子通道的形成通过电化学阻抗谱图证明。通道在激发物存在时形成打开，通道电流随激发物的增加而增强；反之，则通道关闭。此过程可反复多次。这种DNA修饰的电极可制成电化学传感器，利用离子通道原理，应用在基因检测和研究DNA与其它分子的反应等方面。2．我们提出了一种在云母上成膜的全新方法一直接将DMPC磷脂膜制备在新解理的云母片上。通过AFM和XP S证明了DMPC磷脂在云母上直接形成双层膜。用AFM观察了膜的形成与时间的关系，在成膜过程中，随着在KCI溶液中的浸泡时间的增长，逐渐由多层膜变成双层膜，整个成膜过程需20分钟，最后形成双层膜。探讨了成膜机理。此种成膜方法快速、简便、易行，且在空气中非常稳定。此种成膜方法为深入研究膜提供必要的前提和机会、为进一步研究生物材料提供了基础，有助于结构生物学的研究。 3．谷胺酸是基本的神经递质。用聚谷胺酸嵌入双层磷脂膜作为钙离子的接受器。研究了固定有功能基团的S一BLM的离子通道行为，探讨了离子通道形成的机理。在钙离子存在的情况下，离子通道打开，反之则离子通道处于关闭状态。此过程可反复多次。对钙离子的伏安响应快速，离子通道电流仅与钙离子的浓度有关，而与加入钙离子时间无关。 4．在玻碳电极表面上制备了由玻碳支持的磷脂膜，借助电化学阻抗分析技术，我们证明了在玻碳电极表面上的磷脂膜为双层磷脂膜。研究了六氟磷酸根阴离子(PF6-)与双层磷脂膜的相互作用及玻碳电极上的s一BLM的离子通道行为，s一BLM显示了较为敏感的通透性的变化，所产生的通道电流大小不仅与通道激发物浓度有关，而且也与时间有关。离子通道行为可用于测定PF6一。 5．我们用简单的方法制备了水一琼脂微电极，并且用此电极研究了简单离子和推动离子的转移过程。简单离子和推动离子在水一琼脂／1，2_二氯乙烷界面的转移过程的特点与其在水／1，2一二氯乙烷界面的转移过程的特点相似。进一步证明了，硅烷化对琼脂一水微电极几乎没有影响，此类琼脂一水微电极和固体微电极有着相似的特性，并且可作sECM的探头。6．用循环伏安法研究新型载体一端烯基液晶冠醚推动钠离子的转移，并且表明钠离子的转移是由扩散控制。探讨了影响钠离子转移的因素，诸如：端烯基液晶冠醚和钠离子浓度等。求算出端烯基液晶冠醚在1，2一二氯乙烷中的扩散系数是（2.61±0.12) * 10~(-6)CM~2s~(-1)，端烯基液晶冠醚和7.用循环伏安法对简单离子一四乙基钱阳离子（TEA~+）转移进行了研究。结果表明：TEA~+随微玻管内径减小（小于3μm），电流逐渐呈现拟稳态。随TEA~+浓度减小，i_p值也减小。峰电流与扫描速度的平方根成正比，并且符合Randles-Sevcik关系。同时讨论了微液／液界面TEA~+体系简单离子的转移机理。

毛细管电泳电化学发光的研究

毛细管电泳以其强大的分离能力日益受到重视，特别是成功完成人类基因组计划的测定工作，随着微全分析系统的深入研究，毛细管电泳的理论和技术在各方面都需要突破，其中毛细管电泳检测器是制约发展毛细管电泳更广泛地用于实际工作的因素之一。本论文以发展新型的毛细管电泳电化学发光检测技术为出发点，在以下几个方面作了研究。1．三联吡啶钌在玻碳电极上的阴极电化学发光我们首次发现了一种新型的基于溶液中氧的还原引发的三联毗淀钉（TBR）阴极电化学发光，结果表明，这种阴极电化学发光的发光电位仅为-0.4V，从而大大地降低了电化学发光的激发电位。所有能够增强阳极电化学发光的物质如三丙胺（TPA）都能够增强阴极电化学发光。阴极电化学发光光谱证实，阴极发光是激发态的TBR跃迁回到基态所产生的发光行为，我们认为在电极上氧还原所产生的活性氧氧化了TBR分子和发光增强剂从而导致了阴极发光。一些不能够增强阳极电化学发光的物质如柠檬酸，也能够增强阴极电化学发光，从而扩展了电化学发光的检测范围。采用阴极电化学方法对TPA和柠檬酸根的检测结果表明，对TPA在1*10~（-7）-1*10~（-5）M之间的检测呈较好线性相关性，相关系数为0.9994，最低检测限（S/N＝3）为7.5*10-8M，对柠檬酸根在1*10~（-5）-1*10~（-4）M之间呈较好的线性关系，相关系数为0.999，最低检测限（S/N＝3）为1.2*10~（-6）M。2．毛细管电泳直接电化学发光离柱检测技术的研究研究在没有场分离器的情况下高压电场对电化学发光检测器的影响。基于此目的我们采用75件m内径的毛细管为分离柱，300μm直径的铂丝为工作电极，以不同电导率的溶液作为电泳流动相。在高压电场的影响下，动态循环伏安和与此相对应的电化学发光表明电泳电流并不会引起电化学发光信号的淬灭，高压电场只会导致电化学发光激发电位向更正方向的偏移。进一步的研究表明，毛细管与工作电极之间的间距是影响电化学发光信号和理论塔板数的重要因素。基于以上的认识，我们发展了无需电场分离器的毛细管电泳一电化学发光检测系统，从而大大地简便了毛细管电泳一电化学发光检测系统。以三丙胺（TPA）作为分析对象，对该系统进行了表征，该系统对TPA的检测在1*10~（-10）-1*10~（-5）mol/L之间的线性相关系数为0.998，峰高的相对标准偏差为5．6％，检测限（S加＝3）达到5.0*10~(-11)mol/L。采用这一方法对尿样中的利多卡因进行了分析，在5.0*10~(-8)-1.0*10~(-5) mo/L之间的相关系数为：0.998，最低检测限（S/N＝3）为2.0*10-8mo／L。3．毛细管电泳一固态电化学发光检测器检测的研究我们首次报道将TBR固定在聚苯乙烯磺酸-溶胶-凝胶-接枝共聚物构成的膜中，采用旋涂的方法涂敷在铂电极的表面，制备用于毛细管电泳的固态电化学发光检测器，以TPA和脯氨酸作为研究对象表征了毛细管电泳-固态电化学发光检测系统的特征，该系统可以稳定工作24小时，完全可以满足实际应用的需要。采用该系统实现了对TPA和脯氨酸的同时检测，对TPA和脯氨酸检测的相对标准偏差分别为8.7％和7.5％，分离的理论塔板数分别为70000和16000，对TPA和脯氨酸的测定的最低检测限分别为0.002μM和2μM。4．离散小波分析去除毛细管电泳电化学发光检测信号的噪音毛细管电泳电化学发光检测信号因为TBR与溶液中的氢氧根的化学发光反应使得信号的噪音变得很大，从而影响了峰的定量，降低了检测灵敏度。这里我们采用离散小波'分析技术去除电泳中的噪音。对一些典型的小波基如HaaroDaublets，Coiflets和Symmlets去除噪音的效果作了比较。各种不同的计算阀值的方法和确定阀值的技术导致的去噪结果的差异作了比较。结果表明，采用Symmlet 4小波基和启发式无偏向风险估算法-软阀门确定阀值是最优的去噪方案，采用这一策略对毛细管电泳电化学发光电泳信号的去噪结果表明，噪音成功地得到了去除，同时电泳的峰型和轮廓得到了保留，该去噪技术明显地优于通常的SG和FT去噪技术。5．毛细管电泳柱端电化学发光同时检测尿样中的曲马多和利多卡因曲马多和利多卡因是手术中常用的镇静剂和麻醉剂，部分药物以原形从肾脏排除，我们研究了简单、快速的采用毛细管电泳柱端电化学发光同时检测曲马多和利多卡因的方法。我们使用25μm内径的毛细管作为分离柱，由于使用的毛细管内径很小，从而大大地降低了分离电压对检测器的影响，因此毛细管与电化学发光检侧器直接连接而无需电场分离器。使用300μm直径的铂盘电极作为工作电极，使得在毛细管的出口有足够的氧化态的TBR存在。为消除尿样中的离子强度对分析造成的影响，样品在分析前经萃取分离，以TPA为内标，采用两步萃取寻去对尿中的曲马多和利多卡因的测定回收率分别为94-96％和93-97％。在1.0*10-7to 1.0*10-4的浓度范围内曲马多和利多卡因的检测的线性相关系数为0.998，检测的相对标准偏差分别为2.9％和2.7％，对尿中曲马多和利多卡因测定的最低检测限（S/N=3）分别为6.0*10~(-8)mol/L和4.5*10~(-8)mol/L。应用该方法对临床两例术后病人尿样中的曲马多和利多卡因的代谢进行了测定。6．毛细管电泳电化学发光检测尿样中的利血平提出了一种快速、简便的毛细管电泳电化学发光法测定尿样中的利血平的方法。我们以25拼m内径的毛细管为分离柱，不用场分离器直接与300μm直径的铂二〔作电极连接，为提高检测的灵敏度和克服尿样中的离子强度对检测的影响，我于门采用场放大电动进样的技术用于毛细管电泳的直接进样和分离，样品不经任何预处理。由于利血平是中性分子，采用毛细管区带电泳不能将利血平与中性的干扰物分离出，因此我们在电泳流动相中加入十二烷基磺酸钠（SDS），成功地将利血平与中性干扰物质分离开。该方法对尿样中的利血平检测范围在l*10~(-6)~(-1)*10~(-4)mol/L 比的线性相关系数为0.996，相对标准偏差为4.3％，最低检测限为7.0*10~(-8)mol/L。

虎眼万年青化学成分及其药理活性的实验研究

选取天然产物虎眼万年青作为研究对象，对一其化学成分及药理活性进行了系统的研究。针对不同成分极性的显著差异，分离、纯化出13种化合物，并鉴定了其中的弱极性的小分子物质。采用COZ超临界提取技术，对易挥发的19种成分分别作了鉴定。对其中具有药理活性的多糖、皂营及生物碱等成分，经进一步分离、纯化，并借助现代波谱技术，对其单一成分进行了跟踪、表征。研究了虎眼万年青不同组分的抗肿瘤、抗辐射作用。首次筛选出了有显著药理活性的虎眼万年青中性多糖53，并从非特异性免疫功能、体液免疫功能和细胞免疫功能等角度，即从细胞和分子水平较全面地研究了S3的免疫增强作用。结果表明，53能显著增强小鼠T淋巴细胞的转化、提高NK细胞细胞毒活性，不同程度的使CD3、CD4、CD4／CDS升高而使CDS下降，从分子水平证实了S3对辅助性T细胞（Th）的增强作用及对抑制性T细胞（Ts）的降低作用，推测Tl：可能是其主要的原发刺激细胞。此外，S3不仅能促进细胞因子IL-2的产生，还能使IL-1mRNA基因表达量显著增加，从基因水平进一步证实了53有提高小鼠免疫功能的作用。首次利用电喷雾质谱（ESI-MS），在较温和的条件下得到了具有较高稳定性的新型簇合物离子K+K（NO3）n：和NO3-（KNO3）m。并利用现代量子化学程序对低聚合度簇合物离子的可能组态进行了总成键能的计算，给出了相对稳定的组态。计算结果说明，n＝2，3，6组态稳定性高的原因是总成键能高，而m≤4阴离子簇合物不能直接形成的原因是由于溶剂化作用。电喷雾质谱的进样过程与晶体的成核过程相类似，通过气相离子簇合物的组态信息和形成机理的研究，可以为晶体成核理论和化学键理论提供某些证据。

毛细管电泳电化学检测联用的应用研究

本论文探讨了毛细管电泳电化学检测器的应用。主要包括以下六个方面的内容：1．毛细管电泳与电化学检测联用测定别嗓呤醇及其代谢产物氧化镖吟醇。该方法简单、快速、灵敏。并且应用于加标尿样的分析时也取得了令人满意的结果。2．采用毛细管电泳一安培检测来定量测定中草药中的活性组分姜黄素，用自制的磷酸三丁酷树脂萃取柱来预处理样品，同时实现对姜黄素的浓缩。经毛细管电泳分离后，姜黄素可以用碳纤维电极检测。3．毛细管电泳电化学发光对尿液中的丙环定的检测。用离子交换柱尽可能除去尿中的离子的干扰，电化学发光试剂印比淀钉采用柱后加入的方式，具有三级胺结构的丙环定可被定量检测到。4．溶胶一凝胶一碳复合材料电极作为毛细管电泳安培检测器的表征。我们报道了这种电极的制作，探讨了不同尺寸的电极在毛细管电泳中的应用。当电极直径100μm，一些分析指标如：检测限、线性范围以及重现性都较好，可以做为安培检测器与毛细管电泳联用。5，毛细管电泳脉冲安培检测生物胺。分离并定量检测了四种生物胺，腐胺、尸胺、亚精胺及精胺。并用该方法测定了牛奶中的生物胺。该方法比已报道的毛细管电泳间接紫外检测的检测限低，比气相色谱及液相色谱需样品体积小，不需要烦琐的衍生步骤。6．溶胶一凝胶一碳复合材料电极作为电泳芯片的安培检测器。我们报道了一种简单，重现性好的芯片上的盘电极的制作方法。由于该安培检测器最大的特点就是稳定性好，重现性高所以我们在其上又沉积了一层铜，以扩大该芯片的应用范围。用集成了该安培检测器的芯片，我们分别测定了肾上腺素和葡萄糖。

联萘基手性联吡啶的合成及其应用

本论文以手性联萘酚为手性源，合成一系列联蔡基手性联毗陡及其衍生物，歼探讨了部分手性配体在不对称催化氢转移等反应中的应用。同时，通过部分配体与金属离子配位合成了旋光纯手性金属配合物，并对其溶液性质进行了深入研究。主要工作和结论如下：利用Krohnke方法，从（R）-6-乙酞基-2，2'-二甲氧基-1，1'-联萘简洁地合成了6-[6-((R)-2,2'-二甲氧基-1，1'-联萘基）]-2，2'-联吡啶及其衍生物（R)-1a-e。在相似条件下，合成了6，6'-二［6-（2，2'-联吡啶基）］-1，1'-联萘衍生物（R）-27-b。利用Suztlki偶联反应，对化合物（R）-1e进一步进行修饰得到了高产率的6-芳基-6'-[6-((R)-2,2'-二甲氧基-1,1'-联萘基）〕-2，2'-联吡啶(R)-1f-i。通过（R）3-（4，4，5：5-四甲基-1，3，2-二唑硼烷基）2，2'-乙氧基-1,1'-联萘与6-溴-2，2'-联吡啶及其衍生物的Suzuki偶联合成了四种手性6-［3-（（R）-2，2'-乙氧基-1，1'-联萘基）］-2，2'-联吡啶衍生物（R）-3a-d。将（R）-27b与AgSO3CF3进行配位合成Ag（I）配位聚合物35。固态下，35具有M构型的无限单股螺旋结构，且每个Ag（I）中心的手性受到配体，扫联蔡基的控制，其构型为Λ。在用MS、CD、UV及NMR对配合物35的溶液性质进行深入研究时发现，在溶液中配合物35离解为剂聚体，同时齐聚体之间存在快速平衡，且平衡随浓度、温度等条件的不同而发生改变，配体的平衡构象也相应被调整。另外，合成了Ag（I）与(R)-1d的单核配合物34，其洛液表现出与配台物35相似的性质。探讨了1a-i在苯乙酮氢转移还原、苯乙烯环丙烷化等不对称催化反应中的应用。在这些反应中，大部分配体表现出很好的反应活性，但立体选择性比较差。以(S)3，3'-二（4，4，5．5-四甲基-1，3，2-唑硼烷基于-2，2'-二（甲氧亚甲氧基）-1,1'-联萘为原料与2-溴吡啶及其衍生物先进行Stlzuki偶联，再经水解反应较高产率地合成了C2-对称性新型（S）-3，3'-二吡啶丛联茶酚衍生物（S）-38a-d。

银基催化剂催化氧化反应的研究

银催化剂是工业上较为重要的催化剂，它不仅大量地使用在乙烯环氧化，甲醇脱氢反应中，还在异丙醇氧化脱氢制丙酮，乙醇脱氢制乙醛，乙二醇氧化制乙二醛，烷基胺氧化制睛类化合物等工业过程中广为应用。由于银催化剂具有如此重要的工业应用价值，所以银催化剂一百多年来一直是催化领域的研究重点。银催化剂的特异催化行为得益于银元素较为特殊的电子结构以及氧物种在银催化上的独特催化行为。银催化剂表面既存在导致非选择氧化反应的氧物种（a氧），也存在导致选择氧化反应的氧物种（Y氧），这两种氧物种在催化剂上的状态与反应气氛及催化剂结构密切相关。一氧化碳氧化反应在环境保护、能源利用（燃料电池）、安全防护（火场、煤矿）有较为重要的用途；甲酸甲醋是近年新兴的较为重要的碳一化学中间体，它可以广泛应用于有机合成反应中，也可以作为安全的合成气载体；醇类选择氧化制备相应的醛酮化合物也是有机合成工业的重要反应之一；甲苯气相氧化制备苯甲醛是研究烃类选择氧化较为重要的模型反应，在工业上存在潜在的应用价值。本论文以上述的四个反应为探针反应研究了银基催化剂的催化行为，得到以下的结果：1．以烷基胺为模板剂制备了过渡金属离子掺杂的介孔分子筛，通过模板剂－离子交换技术制备了含银基复合氧化物的介孔分子筛催化剂。该系列催化剂对一氧化碳氧化反应有较好的活性。同时研究了金属盐的种类及掺杂量对介孔分子筛结构的影响，发现金属离子的掺杂会破坏介孔分子筛的结构的有序性，随着掺杂量的增大，介孔分子筛的结构的有序性变差；金属盐的阴离子对介孔分子筛的结构的有序性亦有影响。2．较为系统研究了银基催化剂上由甲醇制备甲酸甲酷的催化行为，发现银基催化剂是一个选择性较高的催化体系。分立测试了不同的氧物种对甲醇反应的影响，提出了a氧与Y氧协同作用的机理，为解决甲醇脱氢反应机理争端提供了有价值的信息。3．系统研究了低级醇在金属银催化剂的脱氢反应，分立测试了不同的氧物种对甲醇、乙醇反应的影响，发现低于550K时不同的氧物种对乙醇的反应性能有显著的差异，认为低温（＜550K）条件下，醇类在金属银催化剂上发生的是氧化脱氢历程。通过借鉴均相醇类氧化脱氢反应研究所取得的成果，试图从本质上解释银是醇类气相氧化脱氢最好的催化剂的原因，即在过渡金属中，金属银上的氧物种的碱性是最强的，氧的再生能力也是很强的。4．在甲苯的选择氧化研究中发现在高温（600℃）、纯氧、甲醇参与的条件下，Pt一Ag催化剂对苯甲醛的收率最好（-6％），提出了分子氧参与生成含氧自由基中间产物、醇类淬灭自由基态中间产物的反应历程，与传统甲苯氧化所经历的Mars-Krevelen机理有差别，为烃类的选择氧化提供了新的信息。

稀土冠醚络合物的合成及其性质的研究

近年来对稀土冠醚络合物的研究日益受到重视文献曾报导了12－冠－4，15－冠－5，18－冠－6等冠醚与稀土的固体络合物的合成性质及结构的研究，但大部分工作侧重于研究冠醚空腔与稀土离子直径的匹配程度对络合物稳定性的影响，而对于冠醚具有的取代基、空间构型及其配位阴离子等对络合物稳定性、组成结构的影响尚注意得很不够，对溶液中络合物的研究工作较少；特别是冠醚对稀土元素萃取性质的研究未见系统报导。本论文以瑞士进口的二环已基18－冠－6（DCC）混合物为原料进行异构体的分离。得到纯异构体A、B、D的~(13)C谱，不同位置的五种碳原子的谱线清析可辨，其化学位移值与计算值比较，确定了谱线的归属，利用单一异构体测定结果，对异构体A、B、D混合物进行鉴定得到满意结果。利用分离得到的纯异构体A、B及北京五所提供的异构体D合成了与轻稀土硝酸盐络合物。元素分析结果指出，除1：1络合物外，首次得到非1：1组成的络合物。La（NO_3）_3·DDC（DCC＝Ia，Id），[Ln（NO_3）_3]_3(DCC)_2 （Ln＝Ce，Pr，Nd，DCC＝Ia，Id）而异构体B得到全部3：2的络合物。选择硝酸镧与三种异构体的络合物进行了热分析，结果指出3：2与1：1络物物表现出完全不同的热分解行为。3：2络物合只有一步分解，且比1：1络物合具有更高的热分解温度1：1络合物分两步分解，首先发生向3：2络合物的转变。络合物的红外光谱研究表明，络合物中冠醚与自由冠醚的红外光谱图呈现明显区别，冠醚环上COC反对称伸展振动在生成络合物后向低频产生50～70 cm~(-1)的位移，其中3：2比1：1络合物位移量略大，络合物中硝酸根的振动吸收全部呈现配位硝酸根的特征谱带，并且3：2与1：1络合物之间呈现明显差别。另外在远红外区观察到Ln-O（NO_3~-）的振动谱带。用NMR研究冠醚与稀土在非水溶剂中的络合反应。首先测定了12－冠－4，15－冠－5与位移试剂Pr（fod）_3，Eu（fod）_3，Yb（fod）_3体系中冠醚次甲基上'H及~(13)C的化学位移值Δδ，得到了谱线随稀土与冠醚浓度比改变的变化规律。位移方向，对于Pr向高场移动，对于Eu、Yb向低场移动，位移量及谱线宽度的大小为Yb＞Pr＞Eu。且Δδ~(13)C＞Δδ~1H符合几何因素的规律，即正比于（3COS~2θ-1）/~r~3。利用二种方法计算了不同温度下络合物的稳定常数。对于不同冠醚，K值次序为冠－5＞冠－4＞冠－6，对于不同位移试剂为Pr＞Eu＞Yb。利用不同温度的K_1值，计算并讨论了平衡反应的热力学函数ΔG°，ΔH°，ΔS°。实验考察了微量水存在下络合物的结构和作用机理，在高氯酸盐与冠醚体系的研究中，观察到与位移试剂体系完全相反的规律。还发现在高氯酸稀土与冠醚的体系中快和慢两种交换过程共存，通过对单一交换体系的络合物稳定常数计算方法的改进，提出了适合混合交换体系的计算方法，并计算了18C6与Pr(clo_4)_3络合物在20℃时的稳定常数，K_1＝164升／摩乐。系统地研究了12－冠－4，15－冠－5，18－冠－6的衍生物及其二苯并24－冠－8等11种冠醚对单一稀土苦味酸盐的萃取，制备了15个稀土的苦味酸盐，考察了冠醚的空腔大小及取代基和空间构型对冠醚萃取稀土能力的影响，得到了B15C5，B18Cb，DCC萃取15个稀土元素的规律性，测定了相邻稀土元素间的分离因数，讨论了各种因素对DCC异构体萃取分离Pr Nd的影响，指出异构体A具有更大选择性。最大分离因数β_(Nd)~(Pr)=3.5，上述结果将为今后发展冠醚在稀土分离液膜萃取等方面的应用提供基础数据。

聚合物载体缩硫醛大环螯合剂的合成和选择络合汞的性能以及做为高分子汞解毒促排药物的动物实验

在我国某些地区，汞的污染已达到十分严重的程度。如，第二松花江吉林市下游江段，江水总汞含量和鱼体含汞量已能和日本严重汞污染的水俣湾相比。在化学工业，仪表工业中，汞中毒列为严重性占第二位的职业病。因此，汞的污染防治已是急待解决的问题。各种含硫螯合剂可应用于含汞污水处理及汞中毒的治疗。Nyssen等1976年合成了一种缩聚型的缩硫醛大环螯合树脂，作者希望它能成为汞中毒的口服解毒药物。这种产物对Hg~(++)和CH_3Hg~+表现了极强的选择络合性能。但是由于其交联结构不利于Hg~(++)深入树脂内部，因此络合容量太低，仅为2毫克Hg~(++)/克。为了提高其络合能力并进而得到一种水溶性产物，我们合成了二种新的高分子缩硫醛大环螯合剂；其一，以聚苯乙烯为载体的缩硫醛大环螯合剂（简写为PS-S）。其二，以右旋糖苷为载体的缩硫醛大环螯合剂（简写为D-S）。前者做为螯合树脂表现了对Hg~(++)极强的选择络合能力，并且络合容量比缩聚型产物高十倍以上（达30-60毫克Hg~(++)/克）。后者经动物实验证明是一种无毒而有效的高分子汞解毒药。（一）PS-S的合成和络合性能1）醛基的引入采用了不同交联度的凝胶型聚苯乙烯（PS）树脂及不同孔径和表面的大孔型PS树脂做为骨架材料，并采用了二种不同的方法在PS上联结醛基。2）PS-S的合成采用了一系列巯基化合物与PS-CHO反应合成PS-S。例如，用乙二醇二巯基乙酸酯与PS-CHO反应，其它采用的巯基化合物还有：丁二醇二巯基乙酸酯、季戊四醇四巯基乙酸酯、乙硫醇、巯基乙酸、巯基乙酸乙酯等。同一骨架材料的上述各产物的静态Hg~(++)络合容量基本相同，可是含硫环的大小对络合容量影响不大。3）缩硫醛化产物模型化合物的研究合成了几种小分子缩硫醛化产物，对它们进行了MS、NMR谱分析，从以上三种不同类型的缩硫醛化产物本身及其对Hg~(++)作用物的稳定性比较，以第二类大环型产物稳定性最好。4）不同骨架结构的PS-S络合性能比较对不同交联度的凝胶型PS树脂为骨架的PS-S树脂，及不同孔经和比表面积的大孔型PS树脂为骨架的PS-S树脂，分别测定了对Hg~(++)的络合容量，结果表明：大孔型PS-S树脂络合容量最高。当其孔径在100-1000埃，比表面积100米~2/克时，静态络合容量可达65毫克Hg~(++)/克。5）大孔PS-S树脂络合性能的研究①研究了不同测定方法下（静态法、动态法、饱和法），不同测定条件（如树脂用量、Hg~(++)溶液浓度等）对产物络合容量测定的影响。在PS-S装柱反复络合洗脱十次后，树脂络合容量不下降。②不同PH测定PS-S络合容量表明：中性条件下对Hg~(++)络合容量较高。某些有机溶剂（如乙醇、二氧六环）加入Hg~(++)水溶液有利于络合容量的提高。而某些有机溶剂（如丙酮、乙酸）的添加却降低了树脂络合容量。③大孔PS-S树脂对不同金属离子(Pb~(++)、Co~(++)、Cd~(++)、Ca~(++)、Zn~(++))络合容量的测定表明：大孔PS-S树脂对Hg~(++)的络合容量比上述其它金属离子高几十倍到近千倍。（二）D-S的合成与性能研究了介质、温度、时间、反应物用量等条件对反应结果的影响，反应所用Dextran分子量31600，生成的D-CHO含醛基量0.66毫克当量/克。生成的D-S含硫量3.5～6%，分子量约3600。（三）PS-S和D-S对汞中毒巯基酶的解毒实验生物体汞中毒的一个重要毒理是汞使巯基酶中毒，我们采用了PS-S和D-S来对汞中毒的巯基酶-脲酶解毒，使失活的脲酶重新恢复活力，模拟药物在生物体内的解毒过程。实验表明：PS-S和D-S的解毒能力比相同重量的离子交换树脂、巯基树脂、巯基棉等都要强。而且很少量的PS-S和D-S就能使脲酶100%的恢复活力。不同用量的PS-S和D-S使汞中毒脉酶恢复活力的试验显示了良好的线性关系，尤其是D-S，它几乎等当量地（每二个硫原子络合一个汞原子）使汞中毒脲酶恢复活力。（四）D-S的汞解毒及代谢促排过程的同位素示踪试验1）当给小白鼠静脉注射极限注射量（达1毫升/只鼠）的6%D-S水溶液时未发生受试动物的死亡，即LD_(50) > 4000毫克/公斤体重，说明D-S是无毒的。同时病理镜检表明动物肝肾此时无异常。2）分别对10只小白鼠静注致死量的Hg~(++)，对其中一组注射D-S（0.2毫升/只）一次，结果3小时后对照组动物全部死亡时，给药组尚存活6只。D-S表面了对受试动物良好的保护作用。病理镜检表明D-S使肾脏的汞中毒病变有所缓解。3）用同位素~(125)I标记D-S，研究了口服，静注D-S在小白鼠体内的代谢情况。试验得到了D-S经静注，口服二种途径在小白鼠体内血、肝、肾、脾等主要脏器中的经时代谢曲线。六小时后D-S大部分代谢出体外，12天后全部代谢出体外。并进而得到了二种不同给药方式的药物代谢动力学方程。D-S口服为：C_血=0.1 (e~(-0.00183t)-e~(-0.01t))符合于一级吸收过程的单室模型 D-S静注为：C_血=0.384 e~(-0.645t) + 0.074 e~(-0.08t) + 0.042~(-0.00464t)符合于快速静注下的三室模型。4）采用~(203)Hg做了D-S口服、静注给药时对Hg~(++)的促排作用的实验，得到了二种给药方式下Hg~(++) 在小白鼠血、肝、肾、脑及全身的促排代谢经时曲线。实验表明D-S对汞有明显促排作用，其中口报组效果更好。D-S促排与代谢同位素示踪试验数据之间表现了有趣的相关性，有助于我们解释D-S对汞促排的机制。动物实验表明：D-S可能成为一种临床使用的副作用小的汞中毒解毒促排新药。

稀土铁双核配合物的合成

本文通过LnCl_3·nTHF和[C_5H_4(SiMe_3)]Na反应得到了两类配合物[C_5H_4(SiMe_3)] LnCl_2·nTHF (Ln = Nd，Sm，Gd；n = 0，1，2)、[C_5H_4(SiMe_3)] LnCl_2·HCl·nTHF (Ln = Nd，Sm，Gd；n = 1，2)。通过元素分析、红外分析、质谱、核磁共振和热重分析确定了配合物的分子组成，特别是带氯化氢的产品在红外光谱中有1250 cm~(-1)，835 cm~(-1)，748 cm~(-1)自的三甲基硅基特征吸收峰。对氯化稀上进行了结构分析，结果发现LnCl_3·4THF (Ln = Sm，Gd)是与NdCl_3·4THF之间存在着变态关系。GdCl_3·4THF。晶体属单斜晶系，空间群为P21/C，晶胞参数为a = 30.765(7)，b = 8.219(3)，C = 17.534(3)A~·，β = 93.71(2)°；SmCl_3·4THF。晶体属单斜晶系，空间群为P21/C，晶胞参数为a = 30.921(13)，b = 8.287(7)，C = 17.665(8)，β = 94.17(4)°。LnCl_3·4THF的单位晶胞中存在着八个分子，每对分子互相等同，但每对分子内部两个分子之间互不等同。SmCl_3·2THF·DME晶体属单斜晶系，空间群为P21/a，晶胞参数为a = 13.547(8)，b = 8.607(4)，C = 16.029(9)A°，β = 90.53(5)°。铲原子与三个氯原子。两个四氢呋喃中的氧原子以及DME中的两个氧原子键合，形成七配位的配合物，但是配位多面体不是理想的五角双锥，而是形成了比五角双锥(D_(5h))对称性更低的多面体(C_(3v))。它能看作是在正八面体的一个面的中心加上第七个原子的结果，而且这八面体主要受到决定上述那个面的三个原子伸展开的畸变。在制备C_5H_5SiMe_3时，如果不用减压蒸馏，而在常压下直接蒸馏，则得到的不是C_5H_5SiMe_3而是它的二聚体(C_5H_5SiMe_3)_2。用红外光谱和核磁共振确定了它的组成和结构，特别是在1650 cm~(-1)处出现(C_5H_5SiMe_3)_2的孤立双键吸收峰。用C_5H_5SiMe_3和Ee(CO)_5回流反应制得了[C_5H_4(SiMe_3) Ee(CO)_2]_2。经过元素分析，红外光谱，质谱，顺磁共振确定了配合物的组成，红外光谱中有桥羰基的吸收峰，质谱图中498的离子峰的出现标志着上述二聚体的存在。用[C_5H_5Fe(CO)_2]_2作为制备双金属配合物的原料，用Na/Hg并还原[C_5H_5Fe(CO)_2]_2。反应时间为6-7小时得到中间体[C_5H_5Fe(CO)_2]_2Na·4THF的深紫红色晶体。反应时间加长，中间体被破坏，反应到15小时时生成了[C_5H_5Fe(CO)_2]Na·TMEDA的黄色晶体，特别是中间体的获得及晶体结构的测定对我们解释反应的机理非常重要。[C_5H_5Fe(CO)_2]_2Na·4THF为单斜晶系，空间群为P21/n，晶胞参数为a = 10.155(5)，b = 17.121(4)，C = 18.667(6)A°，β = 97.61(3)°，V = 3216.9A°~3， 2 = 4。铁的配位数为七，钠的配位数为六，钠离子和桥连羰基氧以配位键结合，每个钠离子连结着两个[C_5H_5Fe(CO)_2]_2~-，而每个[C_5H_5Fe(CO)_2]_2~-又连结着两个钠离子，组成一个无限链状分子，键状分子间以Van de W力结合。[C_5H_5Fe(CO)_2]Na·TMEDA正交晶系，空间群为P_(2,2,2,)。晶胞参数为a = 6.001(4)，b = 10.644(6)，C = 24.214(11)A~·。α = β = r = 90°。z = 4 V = 1546·7A°~3，铁的配位数为五。钠的配位数为四，钠离子和羰基氧以配位键结合，每个钠离子连结着两个[C_5H_5Fe(CO)_2]~-，每个[C_5H_5Fe(CO)_2]~-又连结着两个钠离子，体系就是以这种连结方式或正负电荷交替的形式无限螺旋分子，每个链节存在着两个[C_5H_5Fe(CO)_2]Na·TMEDA分子，链节的长度为a轴的轴长，说明螺旋分子以a轴轴长向上平移。用LnCl_3·nTHF和[C_5H_5Fe(CO)_2]Na反应制得了[C_5H_5Fe(CO)_2] LnCl_2·nTHF (Ln = Nd, Sm, Gd; n = 1, 2)，用[C_5H_5Fe(CO)_2] LnCl_2和[C_5H_4(SiMe_3)]Na或用[C_5H-4(SiMe_3)] LnCl_2和[C_5H_5Fe(CO)_2]Na得到[C_5H_5Fe(CO)_2] [C_5H_4(SiMe_3)] LnCl·nTHF (Ln = Nd, Sm, Gd; n = 0, 1, 3)，配合物[C_5H_5Fe(CO)_2] LnCl_2·nTHF及[C_5H_5Fe(CO)_2] [C_5H_4(SiMe_3)] LnCl·nTHF中存在着2000 cm~(-1)左右的终端羰基吸收峰及1766 cm~(-1)左右的桥连羰基吸收峰。说明稀土和铁之间是以羰基相连的。在TOTOE质谱仪上，配合物[C_5H_5Fe(CO)_2]Gd~·Cl·THF出现[C_5H_5Fe(CO)]GdCl_2、[Fe(CO)_2] Gd~+Cl_2的离子峰，配合物[C_5H_5Fe(CO)_2]-[C_5H_4(SiMe_3)] GdCl·THF出现[C_5H_5Fe(CO)_2] [C_5H_4]Gd~+Cl、[C_5H_5Fe(CO)_2]Gd~+Cl·[C_5H_4C(SiMe_3)] Gd~+Cl等离子峰。所有稀土有机配合物都溶于四氢呋喃、苯，对空气和水敏感。

碱土金属与不对称变色酸多卤代双偶氮氯膦类试剂的新显色反应的研究及反应机理的探讨

本文研究了碱土金属锶、钙与新型显色剂2-(4-氯－2－苯膦酸)－7－(2, 6-二溴－4－氯苯基)－1，8－二羟基－3，6－萘二磺酸(简称DBC－偶氮氯膦)的显色反应及其在分析上的应用。研究结果提出了两种高选择性的测定锶、钙的新方法。本文研究出的新分析方法在实际样品的分析中收到了令人满意的结果。本文还研究了碱土金属元素与五种多卤代偶氮氯膦类试剂的显色反应性能，对反应的机理和配合物的结构方面的问题作了一些研究及探讨。通过对几种多卤代偶氮氯膦类试剂与碱土金属显色反应的研究。筛选出较好的显色剂，并对寻求更好的碱土元素显色剂提出了一些建议。本论文分五个部分，现分述如下：1. 一种新的测定锶的高选择性光度法的研究：本文利用武汉大学化学系最近合成的新显色剂DBC－偶氮氯膦进行了锶显色反应及其在分析上应用的研究。研究结果表明：锶与DBC－偶氮氯膦在酸性条件下可形成一种十分稳定的兰色配合物，该配合物在630nm波长处有最大吸收。摩尔吸光系数为ε＝6.0*10~4l·mol~(-1)·cm~(-1)配合物中Sr:DBC－偶氮氯膦=1:2。在丙酮、Na_2SO_4、EDTA等存在下，并采用双波等分光光度，有效地消除了钡、钙的干扰及在此条件下其他共存的三十余种离子的干扰。本文还进行了显色酸度，配合物稳定性的试验，利用本方法进行了海水，氧化镁试剂和硅铁锶合金中锶的直接测定，结果较为满意，与其他方法进行对照，结果相符，加入试验的回收率一般为99－102％。方法灵敏，简便，选择性好，快速和不需要任何分离过程。2. DBC－偶氮氯膦与钙显色反应的研究及其在高纯氧化钇中钙的测定的应用：本文利用DBC－偶氮氯膦进行了钙显色反应的研究。并将此显色反应于高纯氧化钇(Y_2O_3>99.99％～99.999％)中的ppm级的钙的测定。本文进行了钙与DBC－偶氮氯膦生成的配合物的吸收光谱，显色反应酸度范围，显色剂的用量，配合物的稳定性，配合物的组成及干扰组分的消除等方面的研究。研究结果表明：钙在弱碱性条件下可与DBC－偶氮氯膦形成一种兰色的配合物，该配合在625nm处有最大吸收。表观摩尔吸光系ε＝2.8*10~4l·mol~(-1)·cm~(-1)。配合物的组成是Ca:DBC－偶氮氯膦＝1:1。在DTPA－Zn存在下较大量的氧化钇和铁等三十余种离子不干扰测定。方法线性范围较宽。配合使用偶氮氧化BN－TBP(磷酸三丁酯)－环乙烷体系进行一次简单的粗分离后，成功地测定了高纯氧化钇中的微量钙，此方法是目前已见报导的分光光度法中，在测定高纯氧化钇中微量钙方面最简便的方法。用此方法测定的削钢中微量钙，也得到满意的结果，加入试验回收率较好。方法灵敏、简易、选择性较好。3. 新型显色剂DBC－偶氮氯膦的提纯和鉴定：本文提出了一种分离提纯新型稀土显色剂DBC-偶氮氯膦的方法。通过利用国产离心薄层层析仪。在硅胶G和CaSO_4做的薄板上，以甲醇和二氯甲烷作展开剂，分离了杂质。然后用PMBP环乙烷萃取了其中引入的钙，提纯后的试剂经过分析鉴定，纯度在94％以上，其中钙量低于空白值(原子吸收法测定)。方法产率在90％以上，用提纯后的试剂进行了红外光谱，元素分析，热失重分析，得到了试剂组成及结构，与试剂合成单位所提出的一样，并用层析法，光度法检查了纯度，比较了粗品与纯品的吸收曲线和对碱土的灵敏度。4. 碱土金属与多卤代偶氮氯膦类试剂的显色反应的研究：本文研究了钙、锶、钡分别与五种多卤代偶氮氯膦类试剂(2，6－二溴－4－氯偶氮氯膦，2，4，6－三溴偶氮氯膦，2，6－二溴－4－磺酸偶氮氯膦。2，4，6－三氯偶氮氯膦，2，6－二溴－4－硝基偶氮氯膦)显色反应。记录了各显色反应的吸收光谱。试验了各元素与各种试剂显色的酸度范围，测定了各种配合物的组成，进行了各种试剂对碱土元素的选择性的试验。比较了几种试剂对碱土的灵敏度。研究结果表明：TB－偶氮氯膦和DBC－偶氮氯膦是较好的碱土试剂，从灵敏度，选择性和显色酸度来看，这两个试剂都优于其他几种试剂。DBN－偶氮氯膦性能较差。研究还指出，钙只有在碱性条件下才能与这几种试剂较好地显色。酸性条件下碱土元素与几种试剂都形成1:2配合物。钙在碱性条件下与试剂形成的是1:1配合物。本文对试剂结构与其性能方面的关系进行了讨论。对进一步合成新的碱土试剂提出了一些看法。5.碱土金属与DBC－偶氮氯膦显色反应机理及配合物结构的探讨：本文研究了DBC－偶氮氯膦在不同酸度下的存在形式，质子化情况及反应中的质子释放情况。测定了钙、锶、钡与其形成的配合物的稳定常数。利用红外光谱、激光拉曼光谱、核磁共振谱等对所生成配合物的结构进行了研究。根据实验结果和有关的分子轨道理论。配位场理论对配合物的结构进行了讨论。提出配合物的结构式及空间构型。本文还对显色反应机理和配合物成键情况进行了初探。本文的研究工作。为进一步开展水溶液中配合物结构的研究和显色反应机理的研究起了抛砖引玉的作用。

茚基稀土铁双核配合物的合成

本文通过元素分析，红外光谱，垫失重，质谱，核磁共振以及电子能谱的测定，确认合成了下述两种新型的过程金属稀土有机配合物：<1> NdCl_3 + NaCaH_7 →~(THF) C_9H_7NdCl_2·nC_4H_8O C_9H_7NdCl_2 · nC_4H_8O + NaFeC_5H_5 (co)_2·mC_4H_8O →~(THF) Na[C_9H_7NdCl_2Fe(co)_2C_5H_5]·C_4H_8O <2> SmCl_3 + NaC_9H_7 →~(LiCl)_(THF) C_9H_7SmCl_2·(LiCl)_2·nC_4H_8O C_9H_7SmCl_2·(LiCl)_2·nC_9H_8O + NaFe(co)_2C_5H_5·mC_4H_8O → Li_2[(C_9H_7SmCl_3·Fe(co)_2C_5H_5]·C_4H_8O这些化合物可涂于四氢呋喃，氯仿，丙酮，三氯乙酸，吡喀算溶剂，不溶于四氯化碳，汽油，笨等涤剂。对水和空气敏感，同硝酸发生激烈的反应。化合物的红外光谱图中1010cm~(-1)，865cm~(-1)为茚基特征吸收峰，1045cm~(-1), 910cm~(-1)为四氢呋喃分子的特征吸收峰。化合物垫失重图中出现了脱去一个四氢呋喃分子和两个羰基的垫失重谱。本文制备配体GH_7LnCl_2nTHF过程中，合成了一类新型的离子型金属有机配合物。通过元素分析，热失重，红外光谱的测定，确定了合成的化合物组成为[Na[C_4H_8O)_6][(CGH_7)_3Ln)_2Cl] 2 LnCl_3 + 6 NaC_9H_7 →~(THF) [(CGH_7)_3Ln)_2Cl][Na(C_4H_8O)_6] Ln = Nd, Sm 并测得了其晶体结构，Nd[Sm]的晶胞参数为：a = 12.553[12.550](A) b = 12.696 [12.653] (A) c = 10.630 [10.608] (A) α = 97.37 [97.76] (°) β = 91.65 [91.83] (°) γ = 87.19 [86.76] (°) V = 1672.4 [1665.9] (°)此类化合物的晶胞体积有V_(Nd) > V_(Sm)现象，符合镧系收缩的规律。化合物热失重图中表明，有27.5%的失重，相当于失去了六个四氢呋喃分子。化合物的红外光谱图中，1015cm~(-1), 865cm~(-1)为茚基特征吸收峰1055cm~(-1), 910cm~(-1)为四氢呋喃分子的特征吸收峰。这些化合物溶于四氢呋喃，不溶于汽油。对水和空气敏感。

原子吸收光谱法提高某些元素灵敏度的方法研究及应用

原子吸收光谱法自五十年代提出以来发展十分迅速，迄今已是一种比较成熟的仪器分析方法。对大多数元素的研究已趋于完善，要提高分析灵敏度比较困难。本工作主要从基体改进剂的角度来研究石墨炉原子吸收光谱法（GFAAS）提高某些元素，尤其是高温元素的测定灵敏度的方法及其应用。GFAAS测硼的报道很少，硼的分析灵敏度低原因的于硼在低温时易以氧化物形式挥发损失，而高温时又生成难熔的B_4C。因此，必须寻找合适的基体改进剂。本工作通过对基体改进剂量的试验以及基体改进剂对硼的灰化和原子化温度影响的研究，得到3Ca, Sr, Ca/Mg、Ca/La和Sr/Mg均可作为测硼的基体改进剂的结果，其中混合基体改进剂Ca/Mg、Ca/La和Sr/Mg较Ca、Sr单独作基体改进剂性能要优越。本工作将x射线衍射分析与热力学计算相结合，综合已有的实验现象，提出了硼原子化过程的初步机理，同时也解释了基体改进剂Sr(NO_3)_2对硼吸收信号的增强作用，并推测了相应原子化过程。即气态硼原子的产生源自固态硼原子的升华，而固态硼原子的产生源自B_2O_3的碳还原。Sr(NO_3)_2的增感作用在于子化前SrB_6的生成，减少了B_2O_3的挥发损失，阻止了B_4C的生成。此外，本工作在基体改进剂研究的基础上，选用Ca/Mg和Sr/Mg混合基体改进剂分别测定了饮用水，标准参考物质桃叶以及高温镍基合金钢中的痕量硼，进行了灵敏度、线性范围和抗干扰能力试验。硼1％吸收时的特征量分别为2.5 * 10~(-10)g和2.0 * 10~(-10)g，线性范围均达1.6μg ml~(-1)，回收率在98-105%之间，精密度为4.7-8.4%。饮用水的检出限为50ng ml~(-1) B(3σ)。本工作还比较了金属盐类注入和浸渍处理石墨管后，GFAAS测硼的灵敏度、精密度和石墨管的使用寿命。用扫描电镜分析了石墨管的表面结构，并作了相应解释。建立快速、准确和灵敏的方法检测环境试样中的痕量Be、Al、Sn和Ge，是环境分析的重要课题之一。GFAAS作为一种灵敏的分析方法已广泛地用于环境分析上，但测定某些试样中的Be、Al、Sn和Ge灵敏度尚低。为此，本工作以Ca(NO_3)_2为基体改进剂探讨了增强这四种元素灵敏度的方法。实验结果表明，最佳条件下对比测定，Ca(NO_3)_2能将Be、Al、Sn和Ge的分析灵敏度分别提高3.6，5.7，9和50倍。Ca(NO_3)_2不仅提高了Be、Al、Sn和Ge的分析灵敏度，而且也提高灰化温度，并降低原子化温度，也增强抗干扰能力。本工作还探讨了Ca(NO_3)_2对Be、Al、Sn和Ge的增感机理。实验结果表明，钙对Be和Ge的增感主要在于气相作用，钙对Al的增感主要是固相作用，而钙对Sn的增感不仅有气相作用，也有固相作用。同时利用钙的增感作用直接测定了地下水及水系沉积物标样中的痕量铍，其检出限为5.5 * 10~(-13)g Be(3σ)，回收率在98-105%之间，精密度为2.8-4.4%。也利用钙的增感作用直接测定了河水及地下水中的痕量铝，其检出限为1.1ng ml~(-1) Al (3σ)，回收率在95-106%之间，测定的精密度为2.7-6.8%。此外，本工作也研究了石墨炉原子吸收光谱法测铝时各种氯化物的干扰现象。结果发现，NaCl，KCl，FeCl_3和CuCl_2对铝产生负干扰，这种干扰来自气相中Cl和Al的结合；MgCl_2和CaCl_2对铝产生正干扰，这种干扰来自它们的氧化物对铝的增感作用；HCl不干扰铝的测定，而HClO_4对铝的干扰与石墨管的表面有关。本工作所建立的GFAAS测Al，B，Be的方法，具有简单、快速，且灵敏度高的特点，适用于环境试样中痕量铝、硼、铍的测定。

稀土冠醚络合物的研究

稀土冠醚配合物由于其有趣的稀土／冠醚配比和结构以及其在稀土萃取分离、光谱探针等方面应用的可能性，引起了人们极大的研究兴趣，在固体配合物合成、晶体结构、配合物稳定性、冠醚在稀土萃取分离中应用等方面展开了广泛的研究。但是，对于不同配比配合物的反应机理及本质的探讨尚注意不够；三元配合物的合成工作较少；冠醚对稀土元素萃取需要有大体积对阴离子存在，且萃取效率不高，分离因数低。所有这些表明，对稀土冠醚配合物的合成及其性质，有必要作进一步深入的研究。本论文以冠醚(2,2)及其衍生物以及18－冠－6作为配体，研究其稀土配合物的结构及性质，取得了一些有意义的结果。1．合成轻稀土La-Nd硝酸盐与冠醚(2,2)配合物并测定了它们的晶体结构。晶体属于三斜晶系，空间群PT。随着原子序数增加，晶胞体积减小。配合物中，中心离子位于冠醚环中心，三个硝酸根均以双齿形式配位，其中两个位于位阻较小的冠醚环一侧，另一个位于其对侧。中心离子的配位数为12。指出硝酸稀土冠醚(2,2)配合物存在着两种不同的结构: [Ln(NO_3)_3(2,2)I (Ln = La - Sm); [Ln(NO_3)_2(2,2)]NO_3 (Ln = Eu)。用“堆积原理”解释了这种结构差异的原因。2．原INDO法计算了配合物La(NO_3)_3(2,2)的净电荷分布、电子结构、键级。用XPS验证了净电荷分布计算结果。键级计算结果表明，镧与配位原子间的键具有一定程度的共价性。镧的5d轨道对共价成份的贡献最大，而4f轨道基本上不参与成键，镧与冠醚环上氮原子间具有较强的作用，从而提高了稀土冠醚(2,2)配合物的稳定性。3．合成了稀土苦味酸盐与冠醚(2,2)配合物。元素分析结果指出：La、Pr-Sm配合物为无水的1:1配合物，Eu-Lu配合物为含水配合物。用IR、NMR、TG研究了La、Pr-Sm四个配合物的性质。IR研究结果表明，冠醚环上C-O-C、C-N-C反对称伸缩振动频率在形成配合物后向低波数位移40 cm~(-1)左右。N－H伸缩振动频率向低波数位移并发生分裂，其中一个分裂峰位移达-130 cm~(-1)。配位后，苦味酸C－O伸缩振动频率向低波数位移约10 cm~(-1)，苯环上硝基面外摇摆振动发生分裂，表明苦味酸以酚氧原子及硝基氧原子参与配位。~1H NMR结果表明，配位后，冠醚环上质子向高场位移。4．合成了未见文献报道的十五个稀土－PMBP－18C6三元配合物。元素分析结果指出配合物组成为1:3:1，用IR、NMR、FAB－MS TG－DTA研究了配合物性质。IR结果指出：形成配合物后，冠醚C－O－C反对称伸缩振动频率位移较小，表明了稀土与冠醚间的作用较弱。FAB－MS中[Ln(PMBP)_2·18C6]~+谱峰丰度小于[Ln(PMBP)_2]~+，也反映了三元配合物中稀土与冠醚间的较弱的作用，表明三元配合物的稳定性不如二元配合物。选择La~(3+)、Lu~(3+)、Y~(3+)、Pr~(3+)、Eu~(3+)、Ho~(3+)的三元配合物进行了~1H NMR研究。对抗磁性离子La~(3+)、Lu~(3+)、Y~(3+)的配合物，与自由配体比较，各组质子均向高场位移。顺磁性离子Pr~(3+)、Eu~(3+)配合物中，PMBP苯环质子发生更大位移，同时谱峰宽化。冠醚环上质子及PMBP甲基质子共振峰消失。Ho~(3+)配合物由于强烈的宽化作用而没有出现质子核磁共振信号。5．研究冠醚(2,2)的两种衍生物对Pr~(3+)的萃取行为，结果表明，在没有大体积对阴离子存在下，冠醚对Pr(NO_3)_3能有较高的萃取率，这种现象尚未见文献报导。考察了冠醚浓度、稀土浓度等对萃取分配比的影响，随着冠醚浓度增加，萃取分配比增加，而稀土浓度增加时，萃取分配比下降。

环戊二烯基轻稀土氯化物的合成及其稳定性的研究

I LnCl_3-LiCl-THF配合物的研究深入地研究了氯化稀土和氯化锂于四氢呋喃溶液中，以不同的摩尔比，在不同条件下的反应。实验结果表明，反应速度随着稀土元素原子半径的减小，LiCl/LnCl_3摩尔比的增大，以及四氢呋喃用量的增加而加快。通过紫外质谱元素分析和X-射线单晶结构分析等证明，随着不同的LiCl/LnCl_3摩尔比和结晶条件的不同，可以得到不同组成的LnCl_3-LiCl-TNF配合物。对(LaCl)(THF)_2(μ_2-Cl)_4[Li(THF)_2]_2和(LaCl)DME(μ_3-Cl)(μ_2-Cl)_5(La·DME)Li(THF)_2晶体的结构分析表明，前者为单斜晶系，P21/C空间群。a=10.542(4), b=32.236(4), c=11.182(6)A °; β=113.50(3) °, V=3484.97 A °~3. Z=4, R=0.0471；后者为三斜晶系，PT空间群，晶胞参数是：a=11.123(3), b=16.564(5), c=8.653(3)A °;α=95.16(3), β=95.63(3), γ=74.71(3) °;V=1527.0A °~3。Z=2，R=0.0303。实验结果还表明，μ_2-和μ_3-氯桥键是LnCl_3-LiCl-THF类配合物中最基本、最重要的配位键，这种键是通过多重键的方式起着稳定分子结构的作用。当进行与有机配体的交换反应时，由于它们的特殊稳定性，能起到阻止轻稀土有机配合物歧化反应的作用。II环戊二烯基轻镧系氯化物的合成及其稳定性的研究对(G_5H_5)_3Ln·THF和LnCl_3·3LiCl-THF (Ln=La, Nd)溶液反应的研究表明，由于μ_2-氯桥键的作用，轻稀土环戊二烯基化合物中环戊二烯基的再分配反应，在0℃或室温下都能迅速进行。通过两者不同的摩尔比反应，经元素分析、红外光谱、~1H NMR和质谱鉴定，方便地合成了C_5H_5 LnCl_2·2LiCl·5THF和(C_5H_5)_2LnCl.LiCl·nTHF (Ln=La, Nd)等配合物。这一结果表明(C_5H_5)_2LnCl.LiCl·nTHF配合物不仅能稳定地存在于THF溶液中，而且能在一定条件下析出结晶。对(C_5H_5)_2LaCl.LiCl·4THF的晶体结构测定表明，该晶体属于正交晶系，Pc2m空间群。a=12.306(4), b=23.056(6), c=26.701(11)A°; V=7575.81A°~3;而(C_5H_5)_2LaCl·LiCl(DME)_2THF晶体则属于六方晶系，a=12.967(4), b=12.967(4), c=24.108(10)A°;V=3510 A°~3。通过(G_5H_5)_3Ln·THF与LnCl_3·3THF (Ln=La, Nd)的反应进一步研究了轻稀土环戊二烯基氯化物的稳定性。经元素分析，红外光谱和晶体结构分析表明合成了[(η~5-C_5H_5)_4La_3Cl_5·3THF]_2·9THF和(C_5H_5)_2 NdCl·THF配合物，前者属于三斜晶系，P1空间群。a=11.690(3), b=11.750(5), c=18.433(6)A°; α=98.75(3), β=95.62(3), γ=118.92(2)°; V=2147.06 A°~3. Z=1, R=0.099。对环戊二烯基轻稀土氯化物的稳定性进行了较详细地讨论。结果表明，THF的用量和化合物的溶解度是影响产物组成的决定因素。当THF的量不足以溶解所生成的产物时，就会歧化成溶解度最大((C_5H_5)_3Ln·THF)和最小(LnCl_3·nTHF)的两种组分。反之，环戊二烯基轻稀土化合物(Ln=La, Nd)中环戊二烯基的再分配反应就能顺利进行。经元素分析和结构测定，在((C_5H_5)_3Nd·THF)和NdCl_3·LiCl-THF溶液的反应体系中，偶然分离得到了[(η~5-C_5H_5)_4Nd_4(μ_4-o)(μ_2-Cl)_8] [Li(DMP)_2THF]_2这一不合常规的化合物，其晶体属于正交晶系，Pna2,空间群a=19.010(7), b=23.231(6), c=14.180(4); V=6261.91 A°~3。Z=4, R=0.054。说明在一定条件下,μ-氧桥键也起到了稳定分子结构的作用。推测了各类环戊二烯基轻稀土氯化物在THF中的合成反应机理,在LiCl存在的反应体系中Ln cl cl Li桥键能与环戊二烯基发生交换反应;在(C_5H_5)_3Ln·THF和LnCl_3·3THF的反应体系中,首先存在着LnCl_3分子之间的互相作用，因而易于形成双核或多核配合物。这类配合物以晶体形式析出时，易于发生结构上的变化，即化合物的结晶形态与溶液中的形态不一定相同。探索了环戊二烯基烯丙基稀土化合物新的合成方法。找到了真空加热脱水制备氯化稀土的最佳条件，其产物纯度在97%以上。通过加入Co_3O_4/Wo_3催化助燃剂的方法，提高了测定稀土有机化合物中碳含量的准确性。

三甲硅基丙炔的合成、聚合及聚合物膜的透气性能和改性

在现有的聚合物材料中，聚（1-三甲硅基丙炔）（PTMSP）具有最高的气体透过性能，这种非常有趣的玻璃态聚合物在混合气体的选择透过分离（包括渗透蒸发混合液体分离）例如空气中的氧氮分离、水中溶解氧的富集、醇水分离等方面具有广阔的发展前途。本工作对1-三甲硅基丙炔（TMSP）的合成和聚合、聚合物的制膜及膜的透气性能和改性等方面作了初步探索。1 参考文献中的格氏反应合成法，通过增加对反应产物的氨气后处理这一关键性的改进，有效地避免了严重影响催化聚合反应的杂质M_2的生成，高质量地合成出纯度大于99.8%的TMSP单体。2 采用两步格氏反应合成法，首先合成TMSA，然后合成TMSP，巧妙地避开了TMSP与M_2的分馏分离，开创了一条更适合制备TMSP单体的新路线。3 详细研究了环境对PTMSP膜透气性能的影响，发现透气不稳定的原因除了结构松驰的影响外，主要是由于环境的影响，尤其是存在有机气氛的环境影响非常大。4 热处理对膜的结构松驰有加速作用，使膜的透气性能快速向PDMS的水平靠近。5 PTMSP分子中存在交替双键和丙二烯结构的构型转化，这种构型转化受热力学控制。6 PTMSP膜经过氢氟酸表面处理以后，选择透气性能明显变好。7 PTMSP膜经过表面溴化以后，氧气透过系数有所下降（>10~3 barrer）氧氮选择分离系数可提高到2甚至3以上，透气稳定性提高。8 PTMSP膜经过CF_4等离子体表面处理以后，表面硅含量大幅度减少，氟含量可达50%，膜的氧气透过系数保持在～10~3 barrer，氧氮选择分离系数提高到4甚至5以上，而且透气稳定性良好。9 PTMSP膜表面等离子体聚合一层六氟丙烯形成复合膜。氧气透过系数下降幅度不大，氧氮选择分离系数提高到3以上。