銅離子受體分子的設(shè)計(jì)合成與識(shí)別性質(zhì)研究.pdf

1、金屬離子在環(huán)境和生命科學(xué)中發(fā)揮著重要的作用，而其中的銅離子是人體必需的微量金屬元素之一，在人體中的含量?jī)H次于鐵和鋅居第三位。設(shè)計(jì)與合成對(duì)銅離子具有選擇性識(shí)別功能的受體分子近年來備受關(guān)注。由于光化學(xué)傳感內(nèi)在的高靈敏度、可實(shí)時(shí)及可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程檢測(cè)等優(yōu)越性，光化學(xué)傳感在陽(yáng)離子識(shí)別中得到迅速發(fā)展。利用熒光增強(qiáng)法識(shí)別過渡金屬或重金屬離子己成為近年的研究熱點(diǎn)。 本論文共分為五章。 第一章為前言，概述了課題的研究背景，并在此基礎(chǔ)上提出了論

2、文設(shè)想。 第二章為實(shí)驗(yàn)部分，介紹了主要試劑、儀器和論文工作中所涉及的熒光傳感分子的合成方法與結(jié)構(gòu)鑒定。 第三章系統(tǒng)研究了所合成的熒光傳感分子PTMB系列在乙腈和乙腈—水混合溶劑中的光譜性質(zhì)及其對(duì)Cu2+的識(shí)別。 第四章研究了所合成的紫外吸收傳感分子DMB系列在乙腈溶劑中的光譜性質(zhì)及其對(duì)Cu2+的識(shí)別。 第五章補(bǔ)充介紹了可方便檢測(cè)Cu2+的硫脲類配體DMPN。 縮氨基硫脲類衍生物是良好的金屬離子配體

3、，能與多種金屬離子發(fā)生配位作用。本文設(shè)計(jì)合成了系列縮氨基硫脲類熒光傳感分子，研究了其對(duì)金屬離子的識(shí)別。研究發(fā)現(xiàn)，苯甲醛縮氨基苯基硫脲衍生物在基態(tài)能與多種金屬離子如Cu2+、Co2+、Zn2+、Ni2+和Hg2+等發(fā)生類似的配位作用，與金屬的結(jié)合常數(shù)也基本在同一個(gè)數(shù)量級(jí)，但唯有Cu2+引起苯甲醛縮氨基苯基硫脲衍生物的熒光顯著增強(qiáng)，并且熒光的強(qiáng)度和苯甲醛芳環(huán)上取代基的供電子能力有關(guān)。其中鄰甲氧基苯甲醛縮氨基苯基硫脲(PTMB—OM)的熒光增

4、強(qiáng)倍率最大，乙腈相中可達(dá)35倍。從應(yīng)用角度看，在水相中對(duì)金屬離子進(jìn)行識(shí)別較在純有機(jī)相中更具現(xiàn)實(shí)意義，我們將識(shí)別的介質(zhì)由乙腈拓展至水—乙腈二元混合溶劑中，結(jié)果表明即使于含10％水的乙腈溶液中Cu2+的加入亦可導(dǎo)致PTMB—OM的熒光增強(qiáng)15倍，相同條件下其它離子對(duì)PTMB—OM的熒光光譜影響較小，故PTMB—OM有望成為水相中高靈敏、高選擇性的銅離子熒光傳感分子。 通過對(duì)銅離子和PTMB—OM反應(yīng)產(chǎn)物的研究發(fā)現(xiàn)，縮氨基硫脲系列衍生

5、物對(duì)Cu2+的強(qiáng)選擇性來源于Cu2+在乙腈溶劑中的強(qiáng)氧化性，Cu2+可催化氧化PTMB—OM成為熒光量子產(chǎn)率很高的化合物PTMB—cycle，本文給出了成環(huán)產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)，闡明了Cu2+可使受體分子熒光大幅增強(qiáng)的機(jī)理。 其次本文研究了苯甲酰苯胺類衍生物對(duì)金屬離子的識(shí)別，結(jié)果表明，Cu2+可以增強(qiáng)該類分子在乙腈中的紫外吸收光譜，加入Cu2+一定濃度內(nèi)，受體分子的吸光強(qiáng)度和所加Cu2+濃度滿足一定的函數(shù)關(guān)系，而其他金屬離子均不能影響