氟離子化學傳感器的合成及其識別機理的研究.pdf

1、陰離子在生物學、醫(yī)學和環(huán)境科學中具有重要的意義，有關陰離子接受體的設計合成已經(jīng)引起了人們的廣泛興趣。近幾十年來，人們設計合成了各種各樣的陰離子接受體，選擇性地識別一些重要陰離子。氟離子作為最小的陰離子，具有獨特的化學性質，是人體必需的微量元素，對齲齒的防治和骨質疏松癥的臨床治療具有重要意義，不恰當攝取則引起氟中毒，氟離子的識別對醫(yī)學、環(huán)境科學以及食品科學都有著重要的意義。本論文設計合成了幾種氟離子化學傳感器并研究了其對氟離子的識別機理，

2、具體內容包括以下幾個部分：
　　 第一章介紹陰離子識別的研究現(xiàn)狀，陰離子的結構特征以及陰離子接受體設計的一般原則，并對近幾年來國內外有關氟離子比色及熒光化學識別與傳感進行簡要的介紹。
　　 第二章設計合成了中性的酰胺吡啶受體2，6-二苯甲酰胺吡啶(1)，并研究了其對陰離子(F，Cl-，Br-，AcO-和HSO4-)的識別。實驗結果表明，1對氟離子具有選擇性識別作用，氟離子促使1發(fā)生分子內電荷轉移(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，同時出現(xiàn)了顯著的顏色變化，1的顏色由無色變成了黃色，實現(xiàn)了對氟離子的裸眼檢測識別。Job曲線得出1與氟離子形成了1:1的絡合物，ESI-MS法研究1與氟離子的相互作用，檢測到了1與氟離子的1:1型絡合物。核磁共振研究的結果表明1與氟離子通過氫鍵相互作用。采用Gaussian03軟件模擬接受體1的分子結構，發(fā)現(xiàn)1的結構有利于發(fā)生分子內電荷轉移。

4、>　　 第三章在中性受體1的基礎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)，并研究了其對陰離子(F，Cl-，Br-，AcO-和HSO4-)的識別。實驗結果表明：3由于含有(N-H)+，分子呈平面構型，其熒光發(fā)射增強，對氟離子具有高選擇性識別作用，氟離子使接受體3發(fā)生明顯的熒光淬滅，溶液顏色由無色變成黃色，實現(xiàn)了氟離子的裸眼檢測。Job曲線的測定結果得出3與氟離子形成1:1的絡合物。采用Gaussian03軟件模擬了3以

5、及3與氟離子形成絡合物的分子結構，發(fā)現(xiàn)3與氟離子通過(N-H)+…F和N-H…F兩種氫鍵作用結合，其中(N-H)+…F-的氫鍵作用能力更強，增強了3對氟離子的識別能力，接受體3是很好的氟離子熒光、比色化學傳感器。
　　 第四章設計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)進行對比研究，通過紫外可見吸收光譜、熒光發(fā)射光譜、ESI-MS