基于喹啉衍生物的塑化剂和汞离子的荧光传感器的制备及研究

摘要

随着社会的飞速发展，人们在追逐经济利益的同时，食品安全和环境问题也日益备受关注。许多有害物质通常不能发生生物降解，即使是在微量的情况下，也会对人类健康造成极大的危害。这些物质的检测条件苛刻，受到类似物的干扰较大，所以建立灵敏、准确、快速的检测方法，用于检测各种有害物质具有重要意义。本文开发了两种新型的荧光传感器，分别对白酒中塑化剂和水体中的金属汞离子进行检测。具体内容如下:
　　第一章综述了化学传感器，简单介绍了荧光传感器，综述了荧光传感器的识别机理及荧光传感器的应用进展，对本论文选择的两种有害物质（塑化剂和Hg2+）分别做了概述，提出了本论文设计的目的和意义。
　　第二章用4-甲基喹啉和对羟基苯甲醛为起始原料，经缩合和烷基化反应，合成了AHPEQB，用NMR和MS确认了AHPEQB的化学结构。以TRIM为交联剂，与AHPEQB单体发生聚合反应，得到了系列的聚合物材料，用TG，FT-IR，BET吸附对制备的聚合物进行了表征。用荧光分光光度计研究了聚合物对塑化剂的识别性能，选择出了性能优异的聚合物CpA1T15用于检测塑化剂，通过荧光光谱及对照试验探讨了识别塑化剂的机理。构建了一种新的检测塑化剂的方法，能快速检测出白酒中塑化剂的含量，最低检出限为1.1×10-5 mol/L，有望广泛应用于实际样品的检测。
　　第三章以8-羟基喹啉为原料，经成盐反应，合成了一种含有喹啉-N-酚羟基结构的Hg2+的荧光传感器AHQB，通过1H-NMR，13C-NMR，MS确证了其化学结构;考察了AHQB与不同金属离子(Ca2+，Zn2+，Fe3+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Ag+，Cd2+，Hg2+，Pb2+)的相互作用情况，发现AHQB对Hg2+具有良好的选择性;通过荧光滴定得到结合比为1∶1，并且最低检出限为1.0×10-9mol/L，在365 nm紫外光照射下，加入Hg2+后AHQB溶液显绿色，可“裸眼”定性观察到Hg2+的存在，通过对照实验和核磁滴定探讨了AHQB与Hg2+结合的机理;该传感器具有重复使用性能，循环了5次，仍有较好的识别性能;将AHQB应用于废水和生物体系中的汞离子检测，具有广泛的应用前景。
　　第四章对全文内容作了总结，并对未来的工作做了展望。

目录

声明

缩略词表(Abbreviations)

摘要

第一章 文献综述

引言

1．1 荧光传感器简介

1．1．1 小分子荧光传感器

1．1．2 聚合物荧光传感器

1．2 荧光传感器的识别机理

1．2．1 光诱导电子转移---PET

1．2．2 分子内电荷转移----ICT

1．2．3 单体-激基缔(复)合物(excimer)形成

1．2．4 荧光共振能量转移---FRET

1．2．5 刚性效应

1．3 荧光传感器的应用

1．4 被检测物质

1．4．1 邻苯二甲酸酯

1．4．2 金属汞离子

1．5 论文设计的目的和意义

第二章 基于喹啉衍生物聚合物的荧光传感器的设计及应用

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 仪器与试剂

2．2．2 4-2-[(4-苯酚基)乙烯基]-1-烯丙基喹啉溴的合成

2．2．3 4-2-[(4-乙酰氧苯基)乙烯基]-1-烯丙基喹啉溴(AAHPEQB)的合成

2．2．4 聚合物CpA1T15的合成

2．2．5 CpAA1T15的合成

2．2．6 Poly(TRIM)聚合物的合成

2．2．7 线性聚合物CpA1M15的合成

2．2．8 荧光滴定实验

2．2．9 实际样品的检测

2．3 结果与讨论

2．3．1 荧光传感器的制备

2．3．2 聚合物材料的筛选

2．3．2 不同塑化剂的荧光滴定

2．3．3 红外光谱表征

2．3．4 氮吸附测试

2．3．5 热重分析

2．3．6 识别机理的探讨

2．3．7 白酒中塑化剂的检测

2．4 本章小结

第三章 基于8-羟基喹啉荧光传感器的制备及性能研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂与仪器

3．2．2 1-烯丙基-8-羟基喹啉溴的合成

3．2．3 1-甲基-8-羟基喹啉碘的合成

3．2．4 1-烯丙基-5羟基喹啉溴的合成

3．2．5 AHQB溶液及各种金属离子溶液的配置

3．2．6 金属离子响应性实验

3．2．7 Hg2+滴定实验

3．2．8 离子干扰性实验

3．3 结果与讨论

3．3．1 1-烯丙基-8-羟基喹啉溴的合成

3．3．2 结合时间的探究

3．3．3 金属离子响应性

3．3．4 Hg2+滴定实验

3．3．5 离子竞争实验

3．3．6 pH对AHQB识别Hg2+的影响

3．3．7 识别机理的探讨

3．4 重复性使用

3．5 实际样品的测试

3．5．1 标准曲线的绘制

3．5．2 废水的测试

3．5．3 生物样品的检测

3．6 本章小结

第四章 结论与展望

4．1 结论

4．2 展望

参考文献

附录一 部分化合物的谱图

致谢

附录二 在校期间发表的文章