분자 인식 및 광발광 감응을 보이는 거대고리 리간드 기반 유-무기 복합 나노소재의 제조 및 구조적 특성
Preparation and Structural Characteristics of Organic-Inorganic Hybrid Nanomaterials Based on Macrocyclic Lignads
- 주제(키워드) 도움말 거대고리 , 분자 인식 , 형광 , 센서 , 수은 인식
- 발행기관 강릉원주대학교 대학원
- 지도교수 도움말 이은지
- 발행년도 2023
- 학위수여년월 2023. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 화학과
- 세부분야 해당없음
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/kangnung/000000011427
- UCI I804:42001-000000011427
- 본문언어 한국어
초록/요약 도움말
거대고리 호스트는 선택적 게스트 인식과 자기조립 측면에서 중요한 빌딩블럭 중 하나이다. 실제 자연의 정교한 구조와 생명분자의 현상을 이해하기 위해서는 인공의 거대고리 호스트를 사용하여 분자 수준에서의 구조와 기능 관계를 알아야한다. 따라서 거대고리 기반의 하이브리드 분자는 매력적인 구조의 제조는 물론, 기능성 나노 소재의 개발에 있어서 큰 주목을 받고 있다. 이러한 현상에서 영감을 받아 금속 이온-유발 적응 및 제어 인자를 통해 특정 게스트를 인식하는 거대고리 수용체를 제안하였다. 제1장에서는 유연성을 갖는 pillar[5]-bis-thiacrown (L1)을 합성하여 착물화에 의한 게스트 분자의 선택적 인식 결과를 보고한다. L1은 용액 및 고체 상태에서 다양한 길이를 갖는 α,ω-다이시아노알케인과 호스트-게스트 상호작용을 보였다. 그러나 이핵 은(I) 착물화에서 리간드 구조의 경직화로 인해 두 개의 은(I) 원자 사이의 공간이 유기 게스트C2와 C3에 대해 길이 선택적 인식을 나타냈다. 제2장에서는 pseudo[1]catenane-형 pillar[5]thiacrown (rac-L2)의 거울상 이성질체 (in-pS-L2 및 in-pR-L2) 분리와 금속 이온에 대한 선택적 카이랄 반전에 대해 규명하였다. in-pR-L2은 수은(II)을 인식하여 과염소산 (ClO4-) 또는 질산(NO3 -) 음이온이 존재할 때 out-pS-L2로의 카이랄 반전을 유도하였다. 또한 Hg(ClO4)2 착물 용액에서 Na2S 첨가에 의한 탈착물화는 가역적 카이랄 반전을 일으켰다. out-pS-L2의 리간드 구조를 갖는 Hg(ClO4)2 착물이 시간이 지남에 따라 구조 변화가 일어나고 카이랄성이 약한 매우 안정한 구조를 DFT 계산을 통해 확인하였다. 제3장에서는 벤조티아졸을 포함하는 NS4-거대고리 L3의 합성과 금속 이온에 대한 감응능력을 보고한다. L3는EtOH/DMSO에서 착물화에 기초하여 수은(II) 선택성을 보였다. 또한, L3은 과염소산 (ClO4-) 음이온 하에서만 형광 소강을 보였으며, 그 결과 수은(II) 이온인식이 음이온에 의해 조절되었다. 수은(II)과 L3의 착물화 특성을 UV-Vis, 형광 적정, 1H NMR 및 X-선 결정학 접근을 통해 관찰하였다
more목차 도움말
국문 요약 1
Abstract 2
제1장. Pillar[5]-bis-thiacrown의 은(I) 착물 기반 선택적인 유기 게스트 분자 인식 3
I. 서론 3
II. 결과 및 토의 4
1. Pillar[5]-bis-thiacrown의 합성 4
2. Pillar[5]-bis-thiacrown와 α,ω-다이시아노알케인의 호스트-게스트 시스템 5
2.1. 1H-NMR 스펙트럼을 통한 호스트-게스트 시스템 5
2.2. UV-Vis 적정을 통한 안정도 상수 7
2.3. 단결정 XRD를 통한 호스트-게스트 시스템 7
3. 이핵 은(I) 착물과 α,ω-다이시아노알케인의 호스트-게스트 시스템 8
3.1. 이핵 은(I) 착물의 제조 8
3.2. 은(I) 착물과 α,ω-다이시아노알케인의 상호작용에 대한 용액 연구 9
3.3. 단결정 구조를 통한 길이 선택적 유기 게스트 인식 규명 11
4. 실험 방법 및 분석 11
III. 결론 13
IV. 참고문헌 13
제2장. 금속-유도 음이온 조절에 의해 평면 카이랄 반전을 보이는 pseudo[1]Catenane-Type Pillar[5]thiacrown 15
I. 서론 15
II. 결과 및 토의 16
1. Pillar[5]-thiacrown (rac-L)의 합성 16
2. Chiral HPLC를 통한 rac-L의 분리 17
3. Pillar[5]-thiacrown의 선택적인 수은 이온 인식 18
3.1. 금속 이온으로 유도되는 선택적인 카이랄 반전 18
3.2. CD 적정을 통한 Hg(ClO4)2 착물의 형성 19
4. Pillar[5]-thiacrown의 수은(II) 이온 인식에 대한 음이온 효과 20
4.1. CD 스펙트럼을 통한 음이온 제어의 수은(II) 이온 인식 20
4.2. CD 적정을 통한 Hg(ClO4)2 착물의 음이온 교환 실험 21
5. 착물화 및 탈착물화에 의한 가역적 카이랄 반전 시스템 22
5.1. CD 스펙트럼을 통한 가역적 카이랄 반전 22
5.2. 1H-NMR 스펙트럼을 통한 가역적 카이랄 반전 23
6. Hg(ClO4)2 착물의 시간의존적 카이랄성 연구 24
6.1. CD 스펙트럼을 통한 Hg(ClO4)2 착물의 시간의존적 카이랄 변화 24
6.2. 1H-NMR 스펙트럼을 통한 Hg(ClO4)2 착물의 시간의존적 구조 변화 25
7. Hg(ClO4)2 착물의 열역학적 안정성 26
7.1. CD 스펙트럼을 통한 Hg(ClO4)2 착물의 안정성 26
7.2. DFT 계산을 통한 Hg(ClO4)2 착물의 열역학적 안정한 구조 27
8. 카이랄 반전에 대한 음이온 효과를 위한 결정 구조 규명 28
9. 실험 방법 및 분석 29
10. 결정 구조 데이터 31
III. 결론 31
IV. 참고문헌 32
제3장. 음이온 조절 하에 수은(II) 선택성을 보이는 NS4-거대고리 형광 센서 33
I. 서론 33
II. 결과 및 토의 33
1. NS4-거대고리 형광 센서의 합성 33
2. NS4-거대고리 형광 센서의 광물리학적 특성 연구 35
2.1. NS4-거대고리 형광 센서의 흡수 및 방출 파장 스펙트럼 35
2.2. 금속 이온에 대한 선택성 35
2.3. UV-Vis 및 형광 적정 36
2.4. 수은(II) 이온 인식에 대한 음이온 효과 38
2.5. Hg(ClO4)2 착물의 음이온 교환 39
2.6. 수은(II) 검출에서 다른 금속 이온의 간섭 확인 40
3. 구조 규명을 통한 수은(II) 인식 메커니즘 이해 40
3.1. 1H-NMR 스펙트럼을 통한 Hg(ClO4)2 착물의 구조 규명 40
3.2. HgI2 착물의 결정 구조를 통한 형광 검출 규명 41
3.3. 구조-물성 상관관계 규명 42
4. NS4-거대고리 형광 센서의 재생능력 연구 43
5. 실험 방법 및 분석 43
6. 결정 구조 데이터 45
III. 결론 46
IV. 참고문헌 46
