點擊合成功能化杯[4]芳烴及識別性能研究.pdf

1、杯芳烴作為第三代超分子,與冠醚和環(huán)糊精相比,更加容易進行化學修飾,引入各種具有識別能力的官能團,是構建具有特定功能超分子受體的優(yōu)秀結構平臺?；诒紵N的超分子受體廣泛應用在分子識別、材料、超分子自組裝、催化等領域。因此,杯芳烴的功能化修飾及其應用引起國內外研究者極大的興趣。合理的設計合成功能化杯芳烴主體分子及拓寬其應用領域將是一個非常有意義的研究課題。在本論文中,利用點擊化學在杯[4]芳烴骨架中引入熒光基團、識別位點等功能基團,設計合成

2、具有多識別位點的新型杯[4]芳烴,在分子水平上研究它們對各種金屬陽離子、無機陰離子以及苯胺類中性客體分子的識別和光譜傳感性能。此外,金屬納米粒子和自組裝單層膜一直廣泛的應用在很多領域,尤其在設計和構筑功能材料及其應用方面。為此,本論文另外一個研究工作就是構筑杯[4]芳烴衍生物修飾的銀納米粒子及自組裝單層膜,并系統研究了它們的識別功能。通過一系列的深入研究,取得了創(chuàng)新性的研究成果。
　　 具體內容如下:
　　 1、點擊合成

3、四個吡啶功能化的杯[4]芳烴,對Fe3+有高選擇性和靈敏性的響應。此外,我們將其應用于制備銀納米粒子,可以實現對Fe3+離子的高選擇性的比色檢測;在分子水平上的識別機制進一步解釋了比色機理。
　　 2、點擊合成杯[4]芳烴硫辛酸衍生物,將其修飾在金片表面形成自組裝單層膜Ⅲ-3/SAMs,研究了對氨基甲酸酯類農藥分子的識別。接觸角研究發(fā)現,通過農藥分子滅多威濃度的控制可以實現疏水界面到親水界面的轉化。界面表面浸潤性變化的機制也通過

4、主客體在分子水平上的紫外吸收光譜和核磁研究得到進一步證實。
　　 3、利用點擊化學設計合成含有軟硬離子識別位點的四個新型杯[4]冠醚,發(fā)展了一種高效的合成杯芳冠醚的新方法,其中一個目標產物的結構還得到了X-Ray的驗證。利用兩相萃取實驗研究了杯[4]冠醚對過渡金屬和堿金屬苦味酸鹽的萃取能力。
　　 4、設計合成了基于葸醌的新型杯[4]芳烴V-3,熒光研究發(fā)現V-3c對鈣離子表現出熒光增強,在杯[4]芳烴與鈣離子的配合物體

5、系中加入氟離子導致熒光猝滅,繼而實現對陰離子的識別。在此基礎上,進行了鈣離子和氟離子的INH邏輯門研究。
　　 5、設計合成了四個基于萘酚熒光團的杯[4]芳烴,并研究了目標化合物對金屬離子的熒光識別性能。該類分子都能高選擇性的識別過渡金屬離子Cu2+,且以熒光猝滅形式表現出來。通過多甘醇鏈的調控作用,四個主體分子對堿土金屬離子表現出不同的選擇性識別性能。杯[4]芳烴Ⅵ-2b可以專一性的識別Sr2+;而杯[4]芳烴Ⅵ-2d含有長的

6、四甘醇醚鏈,它可以同時識別Sr2+和Ba2+。通過核磁進一步研究了金屬離子與主體分子的絡合模式。另一方面,主體分子能夠實現對對硝基苯胺的高選擇性的熒光識別,主客體分子通過疏水作用和氫鍵作用形成包結物,使主體分子的熒光明顯猝滅,而鄰硝基苯胺、間硝基苯胺等苯胺類衍生物均具有較小的影響。利用核磁研究和量化計算等對復合物進行表征,并提出了可能的作用機理。
　　 6、在第六章研究的基礎上,通過改變熒光基團點擊合成了四個基于聯萘酚熒光團的杯