含吖啶熒光團(tuán)的化學(xué)傳感器的合成及性能研究.pdf

1、手性物質(zhì)廣泛存在于各種天然產(chǎn)物中。生命活動(dòng)中的基礎(chǔ)物質(zhì)如糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸等大多具有手性，由于這些物質(zhì)在生物新陳代謝中的重要作用，離開了手性物質(zhì)生命活動(dòng)將無法進(jìn)行。開展手性識(shí)別的研究不僅有助于認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象，而且對(duì)環(huán)境、生物科學(xué)、藥學(xué)、醫(yī)學(xué)、超分子化學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用。因此，基于手性識(shí)別的傳感器的設(shè)計(jì)、合成及應(yīng)用受到很多科學(xué)家的關(guān)注。其中，手性熒光化學(xué)傳感器以其高效、快速、高靈敏性、低成本等優(yōu)點(diǎn)備受青睞。
　　

2、隨著工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境問題愈演愈烈。重金屬離子污染已成為引發(fā)環(huán)境問題的原因之一。生命活動(dòng)的正常運(yùn)行也和生物體內(nèi)的各種金屬離子的含量密不可分，適量的金屬離子在生命過程中扮演著重要角色。熒光化學(xué)傳感器以熒光為手段，運(yùn)用主體和客體之間的特異結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬離子的定性定量檢測(cè)，具有響應(yīng)時(shí)間短、靈敏度高、使用簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)境檢測(cè)、水體處理和生物等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景而備受關(guān)注。
　　研究發(fā)現(xiàn)通過氧原子、氮原子或硫原子等含有孤對(duì)電

3、子的原子連接形成的“鉗型”雙臂結(jié)構(gòu)的化合物具有特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。這類化合物含有特殊的空腔結(jié)構(gòu)，且含有孤對(duì)電子，能夠與金屬離子和手性陰離子相互作用，引起超分子工作者的興趣。在這類化合物中引入熒光基團(tuán)可在識(shí)別的過程中展現(xiàn)出特殊的光化學(xué)特征。
　　本論文設(shè)計(jì)合成了含吖啶熒光團(tuán)的化學(xué)傳感器，并通過紫外光譜、熒光光譜滴定、質(zhì)譜、1H NMR實(shí)驗(yàn)等方法研究了這些傳感器與一些常見手性陰離子(蘋果酸陰離子、苯丙氨酸陰離子、酒石酸陰離子、丙氨酸陰離子

4、等)和常見的金屬離子(Mg2+,Ca2+,Fe2+,Co2+,Ni2+,Cd2+,Cu2+,Zn2+,Mn2+,Ba2+,Pb2+,Hg2+,Al3+,Fe3+等)之間的相互作用及熒光傳感性能。論文分四章，主要內(nèi)容如下：
　　(1)簡要闡述了手性陰離子識(shí)別和金屬離子識(shí)別，及相關(guān)熒光化學(xué)傳感器的研究進(jìn)展，據(jù)此提出本文的設(shè)計(jì)思路。
　　(2)合成了兩個(gè)基于吖啶的手性熒光化學(xué)傳感器L-1和D-1，并通過熒光光譜、1H NMR實(shí)驗(yàn)、

5、量子化學(xué)計(jì)算探究了它們對(duì)手性陰離子的選擇性識(shí)別能力。L-1對(duì)L-酒石酸陰離子有很好的識(shí)別效果而對(duì)D-酒石酸陰離子識(shí)別效果不好。主體和客體之間1:1的絡(luò)合比通過Job曲線確定。L-1和D-1對(duì)酒石酸陰離子的熒光響應(yīng)程度不同，這表明了它們對(duì)酒石酸陰離子具有很好的對(duì)映選擇性。此外，通過1H NMR實(shí)驗(yàn)提出了L-1和酒石酸陰離子可能的鍵合模式。
　　(3)合成了兩個(gè)基于吖啶的熒光化學(xué)傳感器L-3和L-4，并通過紅外光譜、熒光光譜、細(xì)胞成像

6、等方法探究了它們對(duì)金屬離子的選擇性識(shí)別性能。L-3對(duì)Fe3+具有顯著的識(shí)別效果，L-4對(duì)Ni2+具有很好的選擇性。主體與客體間1:1的絡(luò)合比由Job曲線和Benesi–Hildebrand方程推測(cè)得出。通過細(xì)胞成像研究了L-3和L-4在Hela細(xì)胞中的識(shí)別效果，結(jié)果表明它們?cè)谏項(xiàng)l件下均表現(xiàn)出良好的識(shí)別效果，說明熒光化學(xué)傳感器L-3和L-4具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　(4)合成了兩個(gè)含有吖啶熒光團(tuán)的化學(xué)傳感器L-5和L-6。通過熒光