以四氮杂大环镍配合物催化的Briggs-Rauscher(B-R)化学振荡体系的研究.pdf

安徽大学
硕士学位论文
以四氮杂大环镍配合物催化的Briggs-Rauscher(B-R)化学振荡
体系的研究
姓名:朱玲
申请学位级别:硕士
专业:分析化学
指导教师:胡刚
2010-04
中文摘要
中文摘要
化学振荡体系可呈现出与生物自组织现象很类似的时空有序现象,是一种非
线性非平衡态,一直是物理学家、化学家所关注的焦点,尤其对以四氮杂大环配
合物为催化剂的化学振荡反应特别重视,因为这种配合物具有生物体内的一些金
属酶结构单元,它催化的振荡反应对模拟生物体系化学振荡有重要意义。本论文
对一种以四氮杂大环镍配合物——[NiL](ClO4)2为催化剂,丙二酸为有机底物的
新型Briggs-Rauscher化学振荡体系进行了探究,其中L为5,7,7,12,14,14—六甲基
—1,4,8,11,—四氮环杂十四—4,11—二烯。同时研究了利福平、间苯二酚、间苯
三酚对体系的影响。
本文首先介绍了化学振荡反应的历史、发展、产生的基本条件和常见化学振
荡反应体系。以 NF 机理模型为基础,对以四氮杂大环铜配合物做催化剂的新型
的 Briggs-Rauscher 振荡反应的机理给予了详细阐述。
实验中我们首先按照文献合成出四氮杂大环镍配合物——[NiL](ClO4)2,并
对其进行表征。然后以 稀硫酸为介质,建立了[NiL](ClO4)2 - KIO3 -
H2SO4 - CH2(COOH)2 - H2O2 化学振荡体系,并对反应体系的影响因素进行分析,
探讨了反应机理。
我们探究了利福平、间苯二酚、间苯三酚对此 B-R 振荡体系的影响。
实验表明,利福平对该 B-R 振荡反应体系有抑制作用,抑制时间和周期 t p
的改变量都与利福平浓度在一定范围内成二次线性函数的关系。此外研究了外加
干扰离子的影响,并用循环伏安法对振荡体系的机理进行探讨。
此外,间苯二酚和间苯三酚两种物质对以四氮杂大环铜配合物作为催化剂的
新型的 B-R 化学振荡体系也有显著影响:
①二者都在一定的浓度范围内影响该体系的正常振荡,且浓度范围相近。
1,3-间苯二酚:5×10-6~×10-4M;间苯三酚:×10-6~×10-4 M;
②体系分别受到干扰后的表现形式不同。间苯二酚对该体系产生抑制作用,
抑制时间与间苯二酚的浓度成线性关系(n=10, r=);而间苯三酚的干扰导
致体系的振幅△A 不断变化,振幅的改变值与间苯二酚溶液的浓度成线性关系;
③间苯二酚比间苯三酚少一个酚羟基,所以推测它们的不同影响和此有关;
I
一种新型的以四氮杂大环镍配合物催化的 B-R 化学振荡体系的研究
④我们可以用化学振荡体系分析测定这两种物质,其灵敏度高,操作简便。

关键词:化学振荡;四氮杂大环配合物;利福平;1,3-间苯二酚;1,3,5-间苯三酚
II
一种新型的以四氮杂大环镍配合物催化的 B-R 化学振荡体系的研究
Abstract
Chemical oscillating system could exhibit spatiotemporal phenomena which is
similar to anization phenomenon in life system. It’s nonlinear non-equilibrium
phenomenon which attracted many scientists to focus on, especially in a novel
chemical oscillating reaction which is catalyzed by a macrocyclic nickel(II) complex,
where L = 5,7,7,12,14,14-hexemethyl-1,4,8,11-tetraazacyclotetradeca-4,11-diene.
This catalyst is important to simulation of biological oscillations because it has a
similar structure to some enzymes of life system. In this paper, we had an
investigation on a novel Briggs-Rauscher (B-R) system (KIO3 - [NiL](ClO4)2 -
CH2(COOH)2 - H2O2 - H2SO4). A