氟離子化學(xué)傳感器的合成及其識(shí)別機(jī)理的研究.pdf

1、陰離子在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和環(huán)境科學(xué)中具有重要的意義，有關(guān)陰離子接受體的設(shè)計(jì)合成已經(jīng)引起了人們的廣泛興趣。近幾十年來(lái)，人們?cè)O(shè)計(jì)合成了各種各樣的陰離子接受體，選擇性地識(shí)別一些重要陰離子。氟離子作為最小的陰離子，具有獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)，是人體必需的微量元素，對(duì)齲齒的防治和骨質(zhì)疏松癥的臨床治療具有重要意義，不恰當(dāng)攝取則引起氟中毒，氟離子的識(shí)別對(duì)醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)以及食品科學(xué)都有著重要的意義。本論文設(shè)計(jì)合成了幾種氟離子化學(xué)傳感器并研究了其對(duì)氟離子的識(shí)別機(jī)理，

2、具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分：
　　 第一章介紹陰離子識(shí)別的研究現(xiàn)狀，陰離子的結(jié)構(gòu)特征以及陰離子接受體設(shè)計(jì)的一般原則，并對(duì)近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外有關(guān)氟離子比色及熒光化學(xué)識(shí)別與傳感進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹。
　　 第二章設(shè)計(jì)合成了中性的酰胺吡啶受體2，6-二苯甲酰胺吡啶(1)，并研究了其對(duì)陰離子(F，Cl-，Br-，AcO-和HSO4-)的識(shí)別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，1對(duì)氟離子具有選擇性識(shí)別作用，氟離子促使1發(fā)生分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移(ICT)，接受體1的吸收

3、光譜發(fā)生顯著的紅移，302 nm處的吸收峰紅移至330nm，409 nm處出現(xiàn)新的吸收峰，同時(shí)出現(xiàn)了顯著的顏色變化，1的顏色由無(wú)色變成了黃色，實(shí)現(xiàn)了對(duì)氟離子的裸眼檢測(cè)識(shí)別。Job曲線得出1與氟離子形成了1:1的絡(luò)合物，ESI-MS法研究1與氟離子的相互作用，檢測(cè)到了1與氟離子的1:1型絡(luò)合物。核磁共振研究的結(jié)果表明1與氟離子通過(guò)氫鍵相互作用。采用Gaussian03軟件模擬接受體1的分子結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)1的結(jié)構(gòu)有利于發(fā)生分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移。

4、>　　 第三章在中性受體1的基礎(chǔ)上酸化得到酰胺吡啶嗡受體2，6.二苯甲酰胺吡啶鹽酸鹽(3)，并研究了其對(duì)陰離子(F，Cl-，Br-，AcO-和HSO4-)的識(shí)別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：3由于含有(N-H)+，分子呈平面構(gòu)型，其熒光發(fā)射增強(qiáng)，對(duì)氟離子具有高選擇性識(shí)別作用，氟離子使接受體3發(fā)生明顯的熒光淬滅，溶液顏色由無(wú)色變成黃色，實(shí)現(xiàn)了氟離子的裸眼檢測(cè)。Job曲線的測(cè)定結(jié)果得出3與氟離子形成1:1的絡(luò)合物。采用Gaussian03軟件模擬了3以

5、及3與氟離子形成絡(luò)合物的分子結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)3與氟離子通過(guò)(N-H)+…F和N-H…F兩種氫鍵作用結(jié)合，其中(N-H)+…F-的氫鍵作用能力更強(qiáng)，增強(qiáng)了3對(duì)氟離子的識(shí)別能力，接受體3是很好的氟離子熒光、比色化學(xué)傳感器。
　　 第四章設(shè)計(jì)合成了苯并咪唑鎓受體，將中性的二苯并咪唑甲烷(4)與離子型的二(3-丁基苯并咪唑)甲烷溴鹽(5)和二(3-丁基苯并咪唑)甲烷六氟磷酸鹽(6)進(jìn)行對(duì)比研究，通過(guò)紫外可見(jiàn)吸收光譜、熒光發(fā)射光譜、ESI-MS