芳香族羧酸化合物溶剂效应的红外光谱研究

论文摘要

本文利用红外光谱法测定了苯乙酸、苯甲酸、4-正丙基苯乙酸、3-甲氧基苯甲酸以及2-氯-5-碘苯甲酸五个芳香族羧酸化合物在一元和二元溶剂中羰基伸缩振动频率，并对羰基谱带位移规律进行了讨论。对于一元溶剂效应的研究，主要是通过各样品的羰基伸缩振动频率和各种溶剂参数进行相关分析。其中，单溶剂参数包括溶剂接受数AN、Brownstein的溶剂参数S、Dimroth的溶剂参数ET（30）以及Schleyer et al．提出的G参数线性自由能方程（LFE）。多参数方程包括改进的KBM方程、Swain的溶剂参数方程以及线性溶剂化能关系式（LSER）。分析结果显示：由于芳香族羧酸化合物含有羧基，在稀溶液中不仅存在羧酸单体的形式，还可能因溶质—溶质分子间或溶质分子内氢键作用而存在羧酸不同聚集体的形式，因此溶剂—溶质相互作用复杂，单参数的相关分析结果不理想。而多参数方程的相关分析结果，除KBM方程外，均明显好于单参数，其中由于LSER充分考虑了溶质—溶剂非专一性与专一性相互作用，相关结果最为出色。对于二元溶剂体系，主要探讨了溶剂组成变化对溶液中溶剂—溶质相互作用的影响。实验选择正己烷／苯、正己烷／四氢呋喃、正己烷／氯仿、正己烷／乙醇四组有代表特征的二元溶剂体系。其中，正己烷、苯为非质子溶剂；四氢呋喃为含有孤对电子的非极性溶剂；氯仿、乙醇为含有活泼氢原子的极性溶剂。研究表明：苯乙酸、苯甲酸、4-正丙基苯乙酸以及3-甲氧基苯甲酸单体与苯的作用以非专一性为主，而与四氢呋喃、氯仿和乙醇的作用以专一性的（氢键）为主，但溶质二聚体羰基谱带受溶剂组成变化影响不大。2-氯-5-碘苯甲酸由于存在分子内氢键，溶液中仅存在单体形式，其与苯、四氢呋喃以非专一性作用为主，而与氯仿、乙醇以专一性作用为主。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究溶剂效应的意义
• 1.2 溶剂的分类
• 1.3 溶质-溶剂相互作用
• 1.4 红外光谱
• 1.5 溶剂效应研究现状
• 1.6 研究目的和主要内容
• 参考文献
• 第二章 实验部分
• 2.1 仪器
• 2.2 试剂
• 2.3 溶液配制
• 2.4 实验步骤
• 2.5 谱图与数据处理
• 第三章 红外光谱研究中S值的校正研究
• 3.1 红外光谱研究中S值校正的必要性
• 3.2 利用已有红外光谱溶剂效应实验数据进行校正
• 参考文献
• 第四章 芳香族羧酸化合物在一元溶剂中溶剂效应研究
• 4.1 溶液浓度对羰基谱带的影响
• 4.2 纯样品与稀溶液样品羰基谱带的比较与归属
• 4.3 苯乙酸在一元溶剂中的溶剂效应
• 4.4 其他四个芳香族羧酸在一元溶剂中的溶剂效应
• 4.5 溶剂参数方程的相关分析
• 4.6 小结
• 参考文献
• 第五章 芳香族羧酸化合物在二元溶剂中溶剂效应研究
• 5.1 二元溶剂体系的选择
• 5.2 正己烷/苯二元溶剂体系
• 5.3 正己烷/四氢呋喃二元溶剂体系
• 5.4 正己烷/氯仿二元溶剂体系
• 5.5 正己烷/乙醇二元溶剂体系
• 5.6 小结
• 参考文献
• 第六章 结论
• 附表
• 附图
• 已录用的文章
• 致谢