Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/7162
| Title: | การสังเคราะห์เอซาคราวน์อีเธอร์คาลิก[4]ซารีนชนิดใหม่และการศึกษาการจับกับแคทไอออน แอนไอออน และอินทรีย์โมเลกุล : รายงานวิจัยฉบับสมบูรณ์ |
| Other Titles: | Synthesis of new Aza Crown Ether Calix[4] arenes and studies of their blinding properties towards cations, anions and organic molecules |
| Authors: | ธวัชชัย ตันฑุลานิ วิทยา เรืองพรวิสุทธิ์ |
| Email: | tthawatc@chula.ac.th rvithaya@netserv.Chula.ac.th |
| Other author: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์ |
| Subjects: | คราวน์อีเธอร์ คาลิกซารีน แคทไอออน โมเลกุลอินทรีย์ |
| Issue Date: | 2544 |
| Publisher: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Abstract: | วัตถุประสงค์ : เพื่อพัฒนาวิธีการสังเคราะห์เอซาคาลิกซารีนที่มีหมู่เอมีนแบบต่างๆ และศึกษาสมบัติในการจับกับแคทไออน แอนไอออน และโมเลกุลอินทรีย์ของสารที่สังเคราะห์ได้ ตลอดจนศึกษาความเป็นไปได้ในการนำสารที่สังเคราะห์ได้มาประยุกต์ใช้งานในการแยกโลหะไออน และอินทรีย์โมเลกุลออกจากสิ่งแวดล้อม ระเบียบวิธีวิจัย : ปฏิกิริยาคอนแดนเซชันระหว่างอนุพันธ์อัลดีไฮด์ของคาลิก [4] ซารีนและเอมีนที่เหมาะสมจะให้ผลิตภัณฑ์เป็นสารรูปชิฟเบส จากนั้นทำการรีดิวซ์สารชิฟเบสด้วย NaBH[subscript 4] แล้วโปรตอนเนท ด้วย HCI ใน CH[subscript3]OH จะได้ผลิตภัณฑ์รูปแอมโมเนียมออกมา จากนั้นทำปฏิกิริยาสะเทินกับ NaOH จะได้สารประกอบเอซาเบนซินคราวน์อีเธอร์คาลิก[4]ซารีน ส่วนอนุพันธ์พิริดีนของคาลิก[4] ซารีนสังเคราะห์ได้จากปฏิกิริยาแทนที่แบบนิวคลิโอฟิลิกระหว่างคาลิก[4] ซารีนกับ 4-chloromethyl pyridine การศึกษาการจับกับแคทไออน และโมเลกุลอินทรีย์ของสารสังเคราะห์ได้กระทำโดยวิธีโปรตอนเอ็นเอ็มอาร์และโพเทนซิโอเมทริกไทเทรชัน ผลการทดลอง : ได้สังเคราะห์สารต่อไปนี้ คือ 25,26,27-N,N’, N” –tri((2-ethoxy)benzyl)ethylene tetraamine-p-tert-butylcalix[4]arene-4HCI (5a) 25,26,27-N,N’,N”- tri((4-ethoxy)benzyl)ethylene tetraamine-p-tert-butyl calyx[4]arene-4HCI (5b) 25,27,-{2,2’-[2,2’-((2,5,8-triaza)nonyl)diphenoxy]diethyl)-p-tert-butylcalix[4]arene (7) 25,27-[N,N’ –di-((2-ethoxy)benzl)propylenediamine]-26,28-dimethoxy-p-tert-butykcalix[4]arene dihydrochloride (10) และ 5,11,17,23-tetra-tert-butyl-25-27-bis((4-pyridylmethyl)oxy]-26,28-dihydroxycalix[4]arene (11) สาร 5a และ 5b สามารถเกิดสารประกอบเชิงซ้อนแบบ 1:1 กับ NO[subscript 3] Br และ I โดยมีลำดับของความเสถียรของสารประกอบเชิงซ้อนที่เกิดขึ้นเป็น NO[subscript 3] > I> Br เมื่อใช้ Na เป็นเคาน์เตอร์แคทไออน เมื่อเปลี่ยนแคทไอออนเป็น K พบว่าค่าคงที่ของการเกิดสารประกอบเชิงซ้อนของ 5a ต่อ Br และ I จะมีค่าสูงขึ้นกว่าเมื่อใช้ Na อย่างไรก็ตามพบว่า 5b จะเกิดสารประกอบที่เชิงซ้อนที่เสถียรมากกับ I เมื่อใช้แคทไอออนเป็น Bu[subscript 4] N[superscript +] สาร 7 จะเกิดสารประกอบเชิงซ้อนได้กับ Co[superscript 2-] Ni [superscript 2+] และ Zn [superscript 2+] โดยมีลำดับความเสถียรของสารประกอบเชิงซ้อนที่เกิดขึ้นเป็น Cu[superscript 2+] >> Ni [superscript 2+] > Co [superscript 2+] > Zn [superscript 2+] ส่วนสาร 11 จะเกิดจากสารประกอบเชิงซ้อนกับ catechol resorcinol และ phthalic acid อีกทั้งให้โครงสร้างซุปราโมเลคิวลาร์ที่น่าสนใจอีกด้วย อภิปรายและสรุปผลการทดลอง : จากผลการทดลองพบว่า ขนาดของโพรงของลิแกนด์และเคาน์เตอร์แคทไอออนมีผลต่อการจับกับแอนไอออนของทั้ง 5a และ 5b โพรงคราวน์อีเธอร์ใน 5a จะชอบกับ K มากกว่า Na ส่วนโพรงที่จับแอนไอออนของ 5b จะมีขนาดใหญ่กว่าขนาดของ 5a สาร 7 จะเกิดสารประกอบเชิงซ้อนแบบ 1:1 กับ Cu [superscript 2+] Ni [superscript 2+] และ Co[superscript 2+] และแบบ1:2 ในกรณีของ Zn[superscript 2+] ผลของการทดลองแสดงว่าสาร 7 สามารถจับ Cu [superscript 2+] ได้ค่อนข้างจำเพาะเจาะจง ผลของการจับอย่างเลือกจำเพาะของสาร 11 ต่อ catechol resorcinol และ phthalic acid รวมทั้งโครงสร้างซุปราโมเลคิวลาร์ที่เกิดขึ้นเป็นผลมาจากอันตรกิริยาพันธะไฮโดรเจนและแรง van der Waals |
| Other Abstract: | To develop the synthesis methodology for new aza calizarenes containing various types of amines and to study binding properties of the synthesized molecules towards cations, anions and organic molecules and the possibility to use the synthesized molecules for separation of cations, anions and organic molecules from environments. Methodology: Condensation reactions between aldehyde derivatives of calix[4]arene and suitable amines were carried out to give Schiff base products. The Schiff base compounds were reduced with NaBH[subscript 4] and subsequently protonated with HCI in CH[subscript 3]OH to produce ammonium derivatives. Neutralization of the ammonium derivatives with NaOH resulted in new aza benzene crown ether calix[4]arenas. The pyridine derivative of calix[4]arene was synthesized by a nucleophilic substitution reaction between calix[4]arene and 4-chloromethlpyridine. The binding properties of the synthesized compounds towards cations, anions and organic molecules were studied by H NMR and protentiometric titrations. Results : Compounds, 25,26,27-N,N’, N” –tri((2-ethoxy)benzyl)ethylene tetraamine-p-tert-butyl calix[4]arene-4HCI (5a) 25,26,27-N,N’,N”- tri((4-ethoxy)benzyl)ethylene tetraamine-p-tert-butylcalyx[4]arene-4HCI (5b) 25,27,-{2,2’-2,2’-((2,5,8-triaza)nonyl)diphenoxy]diethyl}-p-tert-butylcalix[4]arene (7) 25,27-[N,N’ –di-((2-ethoxy)benzl)propylenediamine]-26,28-dimethoxy-p-tert-butylcalix[4]arene dihydrochloride (10) and 5,11,17,23-tetra-tert-butyl-25-27-bis[(4-pyridylmethyl)oxy]-26,28-dihydroxycalix[4]arene (11) have been synthesized. Compounds 5a and 5b can from 1:1 complexes towards NO[subscript 3], Br and I and the complex stabilities very as follows : NO[subscript 3] > I > Br (using Na as counteraction). In the presence of K[superscript +] , the association constants of 5a toward Br and I are higher than using Na. However, 5b forms the most stable complexes with I when B[subscript 2+] u[subscript 4]N is used as counteraction. Compound 7 can form complexes with Co[superscript 2+] , Ni [superscript 2+] , Cu [superscript 2+] and Zn [superscript 2+] , and the order of stability varies as Cu[superscript 2+] >> Ni [superscript 2+] > Co [superscript 2+] > Zn [superscript 2+]. Compound 11 can from complexes with catechol, resorcinol and phthalic acid and also gives interesting supramolecular structures. Discussion and Conclusion: Size of the ligand cavity and counteractions play an important role in anion binding ability of 5a and 5b. The crown ether cavity in 5a prefer to bind K[superscript +] over Na. The result also suggests that the anion binding cavity of 5b is bigger than that of 5a. Compound 7 from 1:1 ligand/metal complexes with Cu[superscript 2+], Ni[superscript 2+] and Co[superscript 2+], and a 1:2 complex with Zn[superscript 2+]. The result show that compound 7 bind Cu[superscript 2+] selectively. The selective binding of 11 towards catechol, resorcinol and phthalic and their fascinating supramolecular structures are found to depend on hydrogen bonding and van der Waals interactions. |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/7162 |
| Type: | Technical Report |
| Appears in Collections: | Sci - Research Reports |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Thawatchai_NewAza.pdf | 6.99 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.