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研究生: 楊典霖
Yang Dien-Lin
論文名稱: 含硫大環冠狀二醯胺化合物對銅(II)離子之錯合研究
Study of Complexation for Sufur Containing Macrocyclic Diamide with Copper(II)
指導教授: 劉高家秀
Liu Gao, Jia-Xiu
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 化學系
Department of Chemistry
論文出版年: 2000
畢業學年度: 88
語文別: 中文
論文頁數: 110
中文關鍵詞: 錯合研究銅(II)離子大環化合物
英文關鍵詞: Complexation, Copper(II), Macrocyclic
論文種類: 學術論文
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中文摘要:
本研究是以Hruby和Stock的醯胺合成法研發出一系列不同環數的含硫大環冠狀二醯胺化合物,利用萃取及傳輸實驗對銅(II)離子的錯合能力進行探討。
我們以此系列化合物做為對過渡金屬離子錯合的配位子,在混合各種離子的傳輸實驗(pH=1.9)中,此酸性條件下對鈀(II)離子具有良好的抓取能力,比較之下對銅(II)離子則相差甚多,因此我們以氫氧化鈉調整在各種pH值下進行銅(II)離子的萃取及傳輸實驗,發現在偏中性環境(pH=6.8)下,含硫大環冠狀二醯胺化合物對銅(II)離子的萃取能力,傳輸速率均大幅地增加。
從傅氏紅外線光譜(FT-IR)及快速原子撞擊質譜(FAB-MS)分析的結果說明了此類化合物在偏中性環境下錯合時的去質子現象。可由此一現象來解釋pH值的不同對此一系列化合物與銅(II)離子錯合能力之影響。
除此之外,本實驗也利用了兩種電化學的方法來計算含硫大環冠狀二醯胺化合物對銅(II)離子在甲醇中的錯合穩定常數Ks值:在循環伏特安培法中使用二氧化錫導電玻璃為工作電極(working electrode),鉑絲為輔助電極(counter electrode),以銀絲為參考電極(reference electrode),利用半波電位(E1/2) 與配位子濃度之對數的關係計算出Ks值;而電位滴定法是以此系列大環化合物滴定銅(II)離子,利用當量點後的電位來測得錯合穩定常數Ks值。測得此系列化合物對銅(II)離子之log Ks 約為4。

Abstract:
In this thesis , the series of macrocyclic diamides containing sulfur were synthesized according to a procedure reported. From solvent extraction and liquid membrane transport, they are used to study for the ability in complexation with copper ions
These compounds showed good ability in capturing Pd(II) at pH1.9. But it is hard to catch copper ions at this pH. We adjusted pH by NaOH to proceed the extaction and transport experiments for copper ions. Result shows these compounds develop their complexation ability more in near neutral situation (pH =6.8).
From FT-IR and fast atom bombardment mass spectrometry(FAB-MS), Deprotonation may occur from the amide group of these compounds. The Phenomenon can be explained the pH effect to copper ions.
Electrochemical analysis was used for caculating the stability constants(Ks) of these complexes. In which ITO were used as working electrode, Pt as counter electrode, and Ag as reference electrode. Stability constants are solved from the relation of E1/2 vs. logCL; Ks is estimated to be 104.

目錄: 第一章:前言 ………………………………………………………1. 第二章:簡介 ………………………………………………………3. 2-1.合成方法的簡介 ………………………………………………3. 2-2.大環化合物的錯合研究 ………………………………………6. 2-3.傳輸實驗…………………………………………………………10. 2-4.電化學分析方法 ………………………………………………14. 第三章:實驗部分 …………………………………………………16. 3-1.儀器 ……………………………………………………………16. 3-2.藥品 ……………………………………………………………17. 3-3.合成部份 ………………………………………………………20. 3-3-1. 1,2-雙(2-基苯基硫)烷化合物[1,2-bis(2-carboxyl-phenyl- thio)alkane]的一般合成步驟 ……………………………20. 3-3-2.含有二硫原子的大環冠狀二醯胺化合物之一般合成步驟 …………………………………………………………20. 3-4.以快速原子撞擊質譜法(FAB-MS)對含硫大環冠狀 二醯胺化合物和銅(II)離子之錯合研究 …………………23. 3-5.含硫大環冠狀二醯胺化合物對銅(II)離子之萃取研究……24. 3-5-1.含硫大環冠狀二醯胺化合物對不同濃度之銅(II)離子之萃取效果 ………………………………………………………24. 3-5-2萃取時間對含硫大環冠狀二醯胺化合物萃取銅(II)離子的影響 ………………………………………………………25. 3-5-3.含硫大環冠狀二醯胺化合物對不同pH條件下對銅(II)離子之萃取研究 ……………………………………………………26. 3-6. 含硫大環冠狀二醯胺化合物對銅(II)離子之傳輸實驗 …26. 3-6-1.多種過渡金屬之混合傳輸實驗 ……………………………28. 3-6-2.單一離子改變pH條件之傳輸實驗 ………………………28. 3-7.對銅(II)離子之循環伏安法實驗求ks值 …………………30. 3-7-1.選擇電極 ……………………………………………………30. 3-7-2.配置溶液 ……………………………………………………31. 3-7-3.實驗操作 ……………………………………………………31. 3-8. 以電位滴定法求配位子3a~5c與銅(II)離子之穩定常數 ks值……………………………………………………………35. 第四章:結果與討論 ………………………………………………37. 4-1.合成方法之探討 ………………………………………………37. 4-2.含硫大環冠狀二醯胺化合物對銅(II)離子錯合能力之探討 ………………………………………………………………39. 4-2-1. 快速原子撞擊質譜(FAB-MS)的結果與討論……………40. 4-2-1-1.含硫大環冠狀二醯胺化合物與銅(II)離子錯合能力的結果………………………………………………………………41. 4-2-1-2.含硫大環冠狀二醯胺化合物與鹼金族離子(Li+、Na+、K+)錯合能力的結果 ……………………………………42. 4-2-2. 最佳萃取條件之探討 ……………………………………50. 4-2-3.離子傳輸實驗之結果與討論………………………………58. 4-2-3-1. 銅(II)離子與鈀(II)離子在偏酸性溶液(pH=1.9)之混合傳輸比較……………………………………………………58. 4-2-3-2.銅(II)離子在不同酸鹼值之單一傳輸結果比較 ………60. 4-2-4. 紅外線光譜(FT-IR)及紫外/可見光譜(UV/VIS)實驗……67. 4-2-4-1. 紅外線光譜(FT-IR)的討論………………………………67. 4-2-4-2. UV/VIS光譜結果討論 …………………………………73. 4-2-5.以電化學方法求含硫大環冠狀二醯胺化合物對銅(II)離子之穩定常數(stability constant) ks ………………………78. 4-2-5-1.循環伏安法…………………………………………………78. 4-2-5-2.電位滴定法 ………………………………………………92. 第五章:結論 ………………………………………………………100 參考文獻. ……………………………………………………………103. 附錄…………………………………………………………………107.

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