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本论文主要运用精密的等温滴定微量热法(ITC)对一些手性氨基醇和哌啶酸异构体在混合溶剂中的焓对作用及其溶剂效应、区分效应进行了研究,发展了一种基于对相互作用焓效应的有机小分子手性区分和同分异构体区分的热力学新方法。论文工作分为以下两部分: 第一部分,选取六种手性的氨基醇为研究对象,使用等温滴定微量热仪(MicroCalITC200)分别测定298.15K时它们各自在纯水及不同质量分数的DMSO-H2O混合溶剂(w=0-0.3)中的稀释焓。根据统计热力学的McMillan-Mayer理论,计算每一种氨基醇在不同组成混合溶剂中相应的同系焓对作用系数(hXX)。通过分析焓对作用系数随混合溶剂组成的变化关系(即溶剂效应),深入探讨了溶液中溶质-溶质、溶质-溶剂相互作用的方式及疏水-疏水、疏水-亲水、亲水-亲水相互作用之间的竞争平衡。结果表明,由于在所研究的整个混合溶剂组成范围内,对于每一种手性氨基醇,S型对映体的焓对作用系数普遍要比R型对映体的大,因此利用手性小分子间对相互作用焓效应的不同完全可以用来区分其手性的差异。 第二部分,选取三种哌啶甲酸的同分异构体为研究对象,利用等温滴定微量热仪(MicroCalITC200)分别测定它们各自在纯水及不同质量分数的DMSO-H2O混合溶剂(w=0-0.3)中的稀释焓。同样根据统计热力学的McMillan-Mayer理论,计算三种哌啶甲酸异构体相应的同系焓对作用系数。根据溶质-溶质、溶质-溶剂相互作用,重点讨论了三元水溶液中DMSO分子的介入对各个异构体同系焓对作用的影响。结果表明,由于在所研究的混合溶剂组成范围内三种哌啶甲酸异构体的焓对作用系数均为正值,且都随DMSO质量分数的增加而变小,因此推断这些三元溶液体系中疏水-疏水作用和疏水-亲水作用在溶质分子的焓对作用过程中占主导地位,其中DMSO分子的两个甲基(CH3–)扮演了重要角色;在较稀的水溶液中,DMSO对水的结构具有增强效应,有利于疏水-疏水和疏水-亲水作用。另外,由于发现当混合溶剂中DMSO的质量分数w<0.10时,焓对作用系数的变化是间位>对位>邻位;而当DMSO的质量分数w>0.15时,焓对作用系数的变化是对位>间位>邻位,因此认为溶质分子间对相互作用的焓效应也完全可以区分有机异构体小分子的位置异构效应。