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环糊精(β-Cyclodextrin,简称β-CD)和聚乙二醇(PEG)分别作为一类重要的超分子大环主体和聚合物,它们具有的特殊的结构使其可以通过非键相互作用与多种有机分子,无机离子,高分子,以及稀有气体等客体分子形成包合物和聚集体.在本论文中我们首先对环糊精化学中的非键相互作用和配位化学中的配位作用进行了比较,然后通过采用β-CD和PEG分别作为研究包合作用和聚集体的主体,并利用最常用的具有配位作用的乙二胺四乙酸二钠的一系列类似物来考察包括分子间相互作用,分子-离子相互作用等在内的非键相互作用和金属-配体配位作用时的情况.对于这样的一个多组分体系的分析和研究是非常重要并且是非常必需的,因为这些相互作用中的任何两种都能彼此影响.论文的主要内容如下:1.首先考察了乙二胺四乙酸及其钠盐(NanH4-nEDTA, n = 0, 24,配体)在与β-环糊精(CD,主体)作用前后在谱学特征和热分解行为和化学反应性上的差异性.研究结果表明,β-CD与NanH4-nEDTA加合物的谱学行为(如微结构和分子堆积)受控于非键相互作用和配体的本性.在空气和氮气气氛下,配体NanH4-nEDTA与β-CD加合之后在热分解行为中均呈现出非常有趣的变化.例如,β-CD的存在极大地加速了配体Na2H2EDTA在空气中较低温度,如653K的分解.并且,从热重分析的结果我们可以看出,在氮气气氛下, NanH4-nEDTA在改变β-CD的最大分解温度,最大分解速率和残存质量方面起着迥异的作用.此外,在有无β-CD存在下的四种配体对氯化铜的配位反应的差异性揭示了配体和β-CD之间的非键相互作用对配位反应影响的差异性.我们认为,这些结果为物理化学和超分子化学构建了一个桥梁,并促进我们进一步理解了非键相互作用的相关因素2.利用Na2H2EDTA和β-CD作用前后所显现出来的堆积结构和热分解行为的差异性揭示了它们之间的非键相互作用.其中,电导实验不仅证实了这种非键相互作用的存在,还表明这种相互作用的作用程度与β-CD的浓度有关.更重要的是,这种非键相互作用致使Na2H2EDTA和氯化铜之间配位相互作用降低.并且这种降低对β-CD呈现出浓度依赖性的关系.同时,我们在Na2H2EDTA的类似物存在下利用紫外-可见分光光度法也观测到了类似的现象.基于此,我们提出一个大胆的假设:非键相互作用和配位相互作用之间存在着一种竞争关系.然后,我们对这个假设给出了一个合理的解释.紧接着,核磁实验为β-CD与H2EDTA2–和它的配合物离子之间的相互作用的作用模式的差异性提供了重要的信息.这不仅为非键相互作用的存在提供了最直接证据,还从超分子角度上揭示了多组分体系中非键相互作用与配位相互作用的相关性.3.基于前面的研究,我们尝试去回答一个基本的问题,那就是一个聚合物和一个配合物之间的非键相互作用的结果会怎么样在这里,我们选取PEG-4000和H4EDTA的铜的配合物来解决这个问题.我们的结果显示出了若干个有趣的发现.首先, H2[Cu(EDTA)]的引入并没有影响PEG-4000 (PEG-b)的堆积行为,但是却导致聚合物的表面结构发生了巨大的改变.第二, PEG-b和它的加合物H2[Cu(EDTA)]-PEG-b的最大降解温度之间存在一个117K的温度差,暗示了它们之间的非键相互作用能极大地增强PEG-b的热稳定性.第三,烧结实验显示H2[Cu(EDTA)]和H2[Cu(EDTA)]-PEG-b产生了完全不同的降解产物.前者在氮气气氛下生成了Cu晶体,在空气中生成了CuO.但是后者却在这两种气氛下得到了两种结晶性良好的不同的Cu和CuCl晶体.最后,粘度,电导和核磁这三个独立的实验从非键相互作用的两个方面为这个问题提供了非常有用的信息和深刻的见解.并提出了这种非键相互作用的可能的作用机制和作用位点.我们认为当前的这项研究可以在对于理解一个金属配合物和一个聚合物之间的非键加合作用与加合组分的物理和化学性质的相关性方面开创一个新的领域.