對(duì)二甲氨基苯甲酰肼衍生物的設(shè)計(jì)合成及應(yīng)用于金屬離子識(shí)別研究.pdf

1、熒光化學(xué)傳感器和比色化學(xué)傳感器是最常見(jiàn)的兩種光化學(xué)傳感器,二者因具有實(shí)時(shí)快速、高效靈敏、操作簡(jiǎn)單、選擇專一以及價(jià)格便宜等諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛地應(yīng)用于環(huán)境和生物體中金屬離子的識(shí)別和檢測(cè)。本文以對(duì)二甲氨基苯甲酰肼為母體,利用席夫堿反應(yīng)設(shè)計(jì)合成了5種對(duì)二甲氨基苯甲酰腙衍生物,并且采用熒光光譜和紫外吸收光譜法研究了它們與各種金屬離子之間的相互作用,從而建立了幾種檢測(cè)金屬離子的新方法。本文主要分四個(gè)章節(jié)進(jìn)行闡述。
　　第一章,概述了光化學(xué)傳感器

2、的工作原理和幾種常見(jiàn)的響應(yīng)機(jī)制,歸納了近幾年來(lái)熒光和比色傳感器在檢測(cè)金屬離子方面的應(yīng)用和發(fā)展。
　　第二章,合成了對(duì)二甲氨基苯甲?？s噻吩(1)、呋喃(2)、苯(3)等酰腙類衍生物,采用紫外吸收光譜法分別研究了不同金屬離子與它們之間的相互作用,旨在考察不同類型配位原子的組合對(duì)識(shí)別選擇性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:含噻吩基團(tuán)的腙衍生物化合物1與Hg2+離子結(jié)合,形成1:1型的穩(wěn)定配合物,結(jié)合常數(shù)為9.73×104 L mol-1,化合物1溶

3、液顏色由無(wú)色變?yōu)闇\黃色,對(duì)Hg2+呈現(xiàn)出較好的光譜選擇性。而含呋喃環(huán)的化合物2可結(jié)合Hg2+、Zn2+和Cd2+三種金屬離子;而含苯衍生物3對(duì)測(cè)試的所有金屬離子都沒(méi)有顯示任何光譜變化。由此可見(jiàn),化合物1對(duì)Hg2+離子具有高選擇性結(jié)合作用源于結(jié)合基團(tuán)中不同配位原子的組合,雜環(huán)中的S原子和O原子均參與金屬離子的配位作用。
　　第三章,合成了化合物2-吡啶甲醛縮對(duì)二甲氨基苯甲酰腙(4),通過(guò)1H NMR譜、13C NMR譜、元素分析和M

4、S譜等手段對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定。采用紫外可見(jiàn)吸收光譜法研究了水溶液中不同金屬離子與化合物4之間的相互作用,結(jié)果顯示:化合物4對(duì)Cu2+離子呈現(xiàn)良好的選擇性結(jié)合,在含50％乙腈的Tris-HCl緩沖溶液(pH=7.4)中,Cu2+離子的加入使化合物4溶液顏色由無(wú)色變?yōu)榱咙S色,而加入其它金屬離子如Zn2+,Ca2+,Mg2+,Ag+,Fe3+,Ni2+,Pb2+,Hg2+,Cd2+, Co2+,Li+和 K+等,不僅溶液顏色無(wú)明顯變化,且其光譜

5、也未出現(xiàn)明顯改變?；衔?與Cu2+離子的結(jié)合是一個(gè)可逆過(guò)程,可以實(shí)現(xiàn)探針?lè)肿拥闹貜?fù)利用,并且可應(yīng)用于水環(huán)境中Cu2+離子的快速實(shí)時(shí)檢測(cè),其線性范圍為0.1~8.0×10-6 mol L-1,相關(guān)系數(shù)R=0.9976(n=16),檢出限達(dá)8.2×10-8 mol L-1。
　　第四章,合成了可用于高選擇性識(shí)別銅離子的熒光探針化合物N, N-二甲基吡啶苯甲醛縮對(duì)二甲氨基苯甲酰腙(5),通過(guò)1H NMR譜,13C NMR譜,元素分析和

6、 MS譜對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定;采用熒光光譜和紫外-可見(jiàn)吸收光譜法分別研究了化合物5與各種金屬離子之間的相互作用,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:化合物5對(duì)Cu2+呈現(xiàn)良好的選擇性,Cu2+離子的加入使化合物5的熒光顯著增強(qiáng),增強(qiáng)倍率為12.5倍,而加入其它金屬離子如 Fe3+,Zn2+,Pb2+,Hg2+,Cd2+,Co2+,Ni2+,Li+, K+,Ca2+,Mg2+和 Ag+,僅僅引起化合物5熒光強(qiáng)度的略微降低。同時(shí),采用Job-pot法和雙倒數(shù)線性回歸