幾種光敏氮雜冠醚的合成及其與金屬離子配位傳感性能的研究.pdf

1、基于主客體作用設(shè)計、制備各種分子熒光傳感器并研究其應(yīng)用是近年來冠醚化學(xué)研究的一個重要方面。冠醚衍生物主體和金屬離子客體通過特異性相互作用可以形成主客體配合物，從而表現(xiàn)出對客體分子的高度識別能力，而當(dāng)冠醚主體化合物的發(fā)光體部分為熒光物種時，這種主客體的相互作用信息將通過其發(fā)光體的熒光強(qiáng)度、熒光壽命、熒光光譜形狀或熒光偏振等信號予以輸出。含有熒光基團(tuán)的氮雜冠醚受體分子結(jié)合底物后，可能會有明顯的光物理性質(zhì)變化，從而引起其光吸收或發(fā)光特性的改變

2、，因此可通過光譜測定對其作用及傳感性能進(jìn)行檢測。這些受體充當(dāng)了產(chǎn)生底物選擇性光信號和識別過程光讀出的分子器件。應(yīng)用這些光化學(xué)傳感器，可以很靈敏地分析測試金屬離子，比如用于環(huán)保方面，或用于研究細(xì)胞信號之類如生物過程中的離子變化等。
　　 本論文首先采取Williamson成醚反應(yīng)合成了2，3-苯并-10-氮雜-15-冠-5為母體，進(jìn)一步利用Schotten-Baumann酰基化反應(yīng)將1-萘氧基、5-氯-8-喹啉氧基及香豆素基團(tuán)由中

3、間連接體橋聯(lián)到母體的氮原子上，合成了具有熒光活性的三種光敏氮雜冠醚化合物，即N-橋聯(lián)-1-萘氧基苯并-10-氮雜-15-冠-5、N-橋聯(lián)-5-氯-8-喹啉氧基苯并-10-氮雜-15-冠-5和N-香豆素-3-甲酰基苯并-10-氮雜-15-冠-5。采用元素分析和核磁共振氫譜等測定方法對其組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。
　　 采用紫外可見光譜和熒光光譜法對三種光敏氮雜冠醚與金屬離子的配位傳感性能進(jìn)行了研究：
　　 1.在乙腈、水混合溶

4、劑(V/V=1/9)中，N-橋聯(lián)1-萘氧基苯并-10-氮雜-15-冠-5與β-環(huán)糊精的包結(jié)物對Na+、K+和Mg2+離子表現(xiàn)出特殊的紫外和熒光敏感性，而對Ca2+和四丁基銨大陽離子無明顯的識別傳感作用。
　　 2.N-橋聯(lián)-5-氯-8-喹啉氧基苯并-10-氮雜-15-冠-5對過渡金屬離子有特殊的敏感性，Co2+、Ni2+和Cu2+離子對其熒光有強(qiáng)烈的猝滅作用，Mn2+有定的猝滅作用，而Cd2+和Hg2+離子反使其熒光強(qiáng)度有所增強(qiáng)

5、。實驗表明，該光敏氮雜冠醚對堿金屬和堿土金屬離子未發(fā)現(xiàn)有明顯的傳感性，因此，其選擇識別傳感性能是顯著的。
　　 3.對于N-香豆素-3-甲?；讲?10-氮雜-15-冠-5與不同金屬離子的識別傳感性能研究表明，該主體化合物的熒光光譜測定顯示出對過渡金屬離子Mn2+、Cu2+、Cd2+和Hg2+有顯著的傳感作用，Mn2+離子對其熒光有特別的增強(qiáng)作用，而Cu2+、Cd2+和Hg2+離子對其熒光有強(qiáng)烈的猝滅作用；Co2+和Ni2+離子