含二茂鐵基吖嗪、硫醚類和砜類化合物對Cu2+、Hg2+離子識別性能研究.pdf

1、本論文主要設(shè)計并合成了兩個系列的含二茂鐵基的化學傳感器，并對其金屬離子的選擇性識別能力進行了系統(tǒng)的研究。在本文第一部分，我們合成了含不同取代基的以吖嗪單元為識別基團的二茂鐵有機配體，這些配體對Cu2+和Hg2+離子表現(xiàn)出了優(yōu)良的選擇性識別能力。此外，利用合成的含不同取代基的配體系統(tǒng)研的究了取代基的電子效應和位阻效應對選擇性識別能力的影響。在本文第二部分，我們合成了一類以硫醚為識別基團的新型二茂鐵有機配體，這類配體對Hg2+離子表現(xiàn)出了選

2、擇性識別能力。我們通過簡單的反應把這類配體中硫醚(-S-)氧化成砜(O=S=O)而得到了新的配體，這個以砜為識別基團的配體可以選擇性的識別Cu2+離子。主要內(nèi)容如下:
　　本論文首先利用簡單有效的方法合成了七種以吖嗪基團(-C=N-N=C-)為識別位基團的二茂鐵單取代和雙取代衍生物，并通過核磁共振譜圖及高分辨質(zhì)譜對這些化合物的結(jié)構(gòu)進行了表征。離子篩選實驗表明這些化合物對Cu2+和Hg2+離子有很好選擇性識別能力。其中，含熒光發(fā)色基

3、團的配體3f和5a對Cu2+和Hg2+離子的識別可以通過三通道的方法來測試。并且隨著Cu2+和Hg2+離子的加入可以觀察到溶液的顏色由淡黃色變?yōu)闊o色。滴定實驗結(jié)合Benesi-Hilderbrand(BH)equation公式計算得到3f對Cu2+和Hg2+的檢測限分別為6.7×10-7 M和7.1×10-7M，5a對Cu2+和Hg2+的檢測限分別為1.3×10-7M和2.4×10-7 M。通過對比二者的檢測限，可以發(fā)現(xiàn)含兩個識別基團(

4、-C=N-N=C-)的二茂鐵雙取代衍生物5a對Cu2+和Hg2+離子的識別性能在檢測限上比單取代衍生物3f更優(yōu)越。最后，我們利用含不同取代基的配體的紫外可見光譜滴定實驗并結(jié)合BH公式系統(tǒng)的研究了配體取代基的電子效應和位阻效應對離子識別絡(luò)合常數(shù)和檢測限的影響。
　　本論文第二部分利用苯硫酚與腙的插入反應合成了三種以硫醚(-S-)為識別基團的二茂鐵衍生物，并通過核磁共振譜圖、高分辨質(zhì)譜以及單晶衍射的方法對這些化合物的結(jié)構(gòu)進行了表征。這

5、三種配體可以通過紫外光譜和CV、DPV手段選擇性的識別Hg2+離子。滴定實驗結(jié)合BH公式計算得到4a、4b和4c對Hg2+離子的檢測限分別為6.93×10-7M、4.79×10-7 M和9.56×10-7 M。但是，當我們把二茂鐵硫醚（含-S-結(jié)構(gòu)）氧化成二茂鐵砜（含O=S=O結(jié)構(gòu)）以后，發(fā)現(xiàn)二茂鐵砜5a表現(xiàn)出了與之不同的識別能力，可以選擇性的識別Cu2+離子。并且通過肉眼可以發(fā)現(xiàn)在配體對Cu2+離子的識別過程中溶液的顏色由無色變?yōu)榱司G