大环疏水效应: 冠醚在DMF+H2O混合物中的焓对作用

程维娜 胡新根 邵爽

引用本文: 程维娜, 胡新根, 邵爽. 大环疏水效应: 冠醚在DMF+H2O混合物中的焓对作用[J]. 物理化学学报, 2013, 29(10): 2114-2122. doi: 10.3866/PKU.WHXB201305103 shu
Citation:  CHENG Wei-Na, HU Xin-Gen, SHAO Shuang. Macrocyclic Hydrophobic Effect:Enthalpic Pairwise Interactions of Crown Ethers in Mixtures of DMF and Water[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2013, 29(10): 2114-2122. doi: 10.3866/PKU.WHXB201305103 shu

大环疏水效应: 冠醚在DMF+H2O混合物中的焓对作用

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21073132)资助项目 (21073132)

摘要:

利用等温滴定微量热法测定了298.15 K时12-冠-4、15-冠-5、18-冠-6和4,13-二氮杂-18-冠-6四种冠醚在纯水及不同质量分数(w=0-0.3)的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)+H2O混合物中的稀释焓, 根据McMillan-Mayer理论计算得到相应的焓对作用系数(hxx). 实验发现, hxx均为较大的正值, 表明在冠醚-冠醚自相互作用中疏水性成分占绝对优势, 主要表现为两种机制: (1) 当疏水-疏水作用发生时, 共球交盖使得水结构形成减少, 对hxx有正的贡献; (2) 当疏水-亲水作用发生时, 共球交盖使得水结构破坏增加, 对hxx有正的贡献. 此外, 四种冠醚hxx的大小关系为: hxx(18-冠-6)>hxx(4,13-二氮杂-18-冠-6)≈hxx(15-冠-5)>hxx(12-冠-4), 表明冠醚环越大, 疏水-疏水作用越强, 存在显著的大环疏水效应.

English

    1. [1]

      (1) Pedersen, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1967, 89, 2495. doi: 10.1021/ja00986a052

      (1) Pedersen, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1967, 89, 2495. doi: 10.1021/ja00986a052

    2. [2]

      (2) Pedersen, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1967, 89, 7017. doi: 10.1021/ja01002a035(2) Pedersen, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1967, 89, 7017. doi: 10.1021/ja01002a035

    3. [3]

      (3) kel, G. W.; Leevy, W. M.; Weber, M. E. Chem. Rev. 2004,104, 2723. doi: 10.1021/cr020080k(3) kel, G. W.; Leevy, W. M.; Weber, M. E. Chem. Rev. 2004,104, 2723. doi: 10.1021/cr020080k

    4. [4]

      (4) Mathias, L. J. J. Macromol. Sci.-Chem. 1981, A15, 853.(4) Mathias, L. J. J. Macromol. Sci.-Chem. 1981, A15, 853.

    5. [5]

      (5) Chen, H. C.; Chen, S. H. J. Phys. Chem. 1984, 88, 5118. doi: 10.1021/j150665a063(5) Chen, H. C.; Chen, S. H. J. Phys. Chem. 1984, 88, 5118. doi: 10.1021/j150665a063

    6. [6]

      (6) Hu, X. L.; Bausch, C. C.; Johnson, J. S. J. Am. Chem. Soc.2005, 127, 1833. doi: 10.1021/ja044086y(6) Hu, X. L.; Bausch, C. C.; Johnson, J. S. J. Am. Chem. Soc.2005, 127, 1833. doi: 10.1021/ja044086y

    7. [7]

      (7) Liu, Y. K.; Li, R.; Yue, L.; Li, B. J.; Chen, Y. C.; Wu, Y.; Ding,L. S. Org. Lett. 2006, 8, 1521. doi: 10.1021/ol0529905(7) Liu, Y. K.; Li, R.; Yue, L.; Li, B. J.; Chen, Y. C.; Wu, Y.; Ding,L. S. Org. Lett. 2006, 8, 1521. doi: 10.1021/ol0529905

    8. [8]

      (8) France, S.; Wack, H.; Taggi, A. E.; Hafez, A. M.; Wagerle, T. R.;Shah, M. H.; Dusich, C. L.; Lectka, T. J. Am. Chem. Soc. 2004,126, 4245. doi: 10.1021/ja039046t(8) France, S.; Wack, H.; Taggi, A. E.; Hafez, A. M.; Wagerle, T. R.;Shah, M. H.; Dusich, C. L.; Lectka, T. J. Am. Chem. Soc. 2004,126, 4245. doi: 10.1021/ja039046t

    9. [9]

      (9) Naumowicz, M.; Petelska, A. D.; Figaszewski, Z. A. Cell Mol. Biol. Lett. 2003, 8, 383.(9) Naumowicz, M.; Petelska, A. D.; Figaszewski, Z. A. Cell Mol. Biol. Lett. 2003, 8, 383.

    10. [10]

      (10) Thompson, R. A.; Ge, Z.; Grinberg, N.; Ellison, D.; Tway, P.Anal. Chem. 1995, 67, 1580. doi: 10.1021/ac00105a017(10) Thompson, R. A.; Ge, Z.; Grinberg, N.; Ellison, D.; Tway, P.Anal. Chem. 1995, 67, 1580. doi: 10.1021/ac00105a017

    11. [11]

      (11) Schneider, H. J.; Yatsimirsky, A. K. Chem. Soc. Rev. 2008, 37,263. doi: 10.1039/b612543n(11) Schneider, H. J.; Yatsimirsky, A. K. Chem. Soc. Rev. 2008, 37,263. doi: 10.1039/b612543n

    12. [12]

      (12) Kulikov, O. V.; Zielenkiewicz, W.; Krestov, G. A. Thermochim. Acta 1994, 241 (1-2), 1.(12) Kulikov, O. V.; Zielenkiewicz, W.; Krestov, G. A. Thermochim. Acta 1994, 241 (1-2), 1.

    13. [13]

      (13) Kulikov, O. V.; Krestov, G. A.; Zielenkiewicz, W. E. J. Solut. Chem. 1995, 24, 1155. doi: 10.1007/BF00972962(13) Kulikov, O. V.; Krestov, G. A.; Zielenkiewicz, W. E. J. Solut. Chem. 1995, 24, 1155. doi: 10.1007/BF00972962

    14. [14]

      (14) Jó?wiak, M.; Kosiorowska, M. A.; Wasiak, M. J. Chem. Eng. Data 2010, 55, 5138. doi: 10.1021/je100700z(14) Jó?wiak, M.; Kosiorowska, M. A.; Wasiak, M. J. Chem. Eng. Data 2010, 55, 5138. doi: 10.1021/je100700z

    15. [15]

      (15) Guo, Z.; Hu, X. G.; Liang, H. Y.; Jia, Z. P.; Cheng, W. N.; Liu, J.M. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 2015. [郭政,胡新根,梁红玉, 贾召鹏, 程维娜,刘嘉敏. 物理化学学报, 2012, 28,2015.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201206261(15) Guo, Z.; Hu, X. G.; Liang, H. Y.; Jia, Z. P.; Cheng, W. N.; Liu, J.M. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 2015. [郭政,胡新根,梁红玉, 贾召鹏, 程维娜,刘嘉敏. 物理化学学报, 2012, 28,2015.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201206261

    16. [16]

      (16) Wasada, H.; Tsutsui, Y.; Yamabe, S. J. Phys. Chem. 1996, 100,7367. doi: 10.1021/jp951840g(16) Wasada, H.; Tsutsui, Y.; Yamabe, S. J. Phys. Chem. 1996, 100,7367. doi: 10.1021/jp951840g

    17. [17]

      (17) Kleinpeter, E.; Gäbler, M.; Schroth, W. Magn. Reson. Chem.1988, 26, 380.(17) Kleinpeter, E.; Gäbler, M.; Schroth, W. Magn. Reson. Chem.1988, 26, 380.

    18. [18]

      (18) Desnoyers, J. E.; Arel, M.; Perron, G.; Jolicoeur, C. J. Phys. Chem. 1969, 73, 3346. doi: 10.1021/j100844a032(18) Desnoyers, J. E.; Arel, M.; Perron, G.; Jolicoeur, C. J. Phys. Chem. 1969, 73, 3346. doi: 10.1021/j100844a032

    19. [19]

      (19) Visser, C. D.; Perron, G.; Desnoyers, J. E. J. Am. Chem. Soc.1977, 99, 5894. doi: 10.1021/ja00460a009(19) Visser, C. D.; Perron, G.; Desnoyers, J. E. J. Am. Chem. Soc.1977, 99, 5894. doi: 10.1021/ja00460a009

    20. [20]

      (20) Friedman, H. L.; Krishnan, C. V. J. Solut. Chem. 1973, 2, 119.doi: 10.1007/BF00651969(20) Friedman, H. L.; Krishnan, C. V. J. Solut. Chem. 1973, 2, 119.doi: 10.1007/BF00651969

    21. [21]

      (21) Buschmann, H. J.; Mutihac, R. C.; Schollmeyer, E. J. Solut. Chem. 2010, 39, 291. doi: 10.1007/s10953-010-9499-8(21) Buschmann, H. J.; Mutihac, R. C.; Schollmeyer, E. J. Solut. Chem. 2010, 39, 291. doi: 10.1007/s10953-010-9499-8

    22. [22]

      (22) Mishustin, A. I.; Kessler, Y. M. J. Struct. Chem. 1974, 15, 191.doi: 10.1007/BF00746555(22) Mishustin, A. I.; Kessler, Y. M. J. Struct. Chem. 1974, 15, 191.doi: 10.1007/BF00746555

    23. [23]

      (23) Lei, Y.; Li, H.; Pan, H.; Han, S. J. Phys. Chem. A 2003, 107,1574. doi: 10.1021/jp026638+(23) Lei, Y.; Li, H.; Pan, H.; Han, S. J. Phys. Chem. A 2003, 107,1574. doi: 10.1021/jp026638+

    24. [24]

      (24) Jia, G. Z.; Huang, K. M.; Yang, L. J.; Yang, X. Q. Int. J. Mol. Sci. 2009, 10, 1590. doi: 10.3390/ijms10041590(24) Jia, G. Z.; Huang, K. M.; Yang, L. J.; Yang, X. Q. Int. J. Mol. Sci. 2009, 10, 1590. doi: 10.3390/ijms10041590

    25. [25]

      (25) Takamuku, T.; Shimomura, T.; Tachikawa, M.; Kanzaki, R.Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 11222. doi: 10.1039/c0cp00338g(25) Takamuku, T.; Shimomura, T.; Tachikawa, M.; Kanzaki, R.Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 11222. doi: 10.1039/c0cp00338g

    26. [26]

      (26) Yang, J.; Tang, Z. H.; Wu, D. Y.; Li, Z. R.; Tian, A. M.; Yan, G.S. Acta Phys. -Chim. Sin. 1995, 11, 1008. [杨捷,唐作华,吴德印,李泽荣, 田安民, 鄢国森. 物理化学学报, 1995, 11,1008.] doi: 10.3866/PKU.WHXB19951110(26) Yang, J.; Tang, Z. H.; Wu, D. Y.; Li, Z. R.; Tian, A. M.; Yan, G.S. Acta Phys. -Chim. Sin. 1995, 11, 1008. [杨捷,唐作华,吴德印,李泽荣, 田安民, 鄢国森. 物理化学学报, 1995, 11,1008.] doi: 10.3866/PKU.WHXB19951110

    27. [27]

      (27) Vedernikov, A. I.; Dmitrieva, S. N.; Kuz'mina, L. G.;Kurchavov, N. A.; Strelenko, Y. A.; Howard, J. A. K.; Gromov,S. P. Russ. Chem. Bull. 2009, 58, 978. doi: 10.1007/s11172-009-0127-y

      (27) Vedernikov, A. I.; Dmitrieva, S. N.; Kuz'mina, L. G.;Kurchavov, N. A.; Strelenko, Y. A.; Howard, J. A. K.; Gromov,S. P. Russ. Chem. Bull. 2009, 58, 978. doi: 10.1007/s11172-009-0127-y

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  471
  • 文章访问数:  977
  • HTML全文浏览量:  16
文章相关
  • 发布日期:  2013-09-26
  • 收稿日期:  2013-03-26
  • 网络出版日期:  2013-05-10
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章