选择性识别铜离子(Cu2+)的荧光寡酚的合成、表征及应用

摘要

自从1994年Hamilton及其合作者发表的以多中心氢键体系诱导的折叠型芳香或吡啶酮为骨架的寡聚折叠体以来，螺旋形或者环状折叠芳香体的研究吸引了众多科学工作者的研究兴趣。在对其内在结构进行化学修饰时，该氢键型芳香折叠体展现出了优良的功能可调性，其主要包括:反应催化、分子结构可控性、活性分子筛、溶剂凝胶化、离子运输、稳定G-四连体结构以及对于离子和中性物质具有识别功能。尽管如此，之前所报道的氢键型芳香折叠体大多缺乏构象转换功能，尤其是缺少利用金属离子进行构象转换的报道。利用合适的金属离子诱导芳香折叠体进行构象转换，同时在离子选择性识别、生物及纳米材料的合成、分子传感器等方面的研究工作显得意义重大。
　　本研究主要内容包括：⑴以吡啶酮为基本单体结构进行化学修饰，如烷基化、酯基水解、羧基重排成叔丁氧羰基保护的胺类、劳森试剂进行硫代化从而形成各种类型的硫代吡啶酮类单体化合物，然后通过合适的偶联试剂进行氨酸偶联反应得到折叠型寡聚体。对于实验合成部分，对每一步反应进行相应的机理研究及其条件优化，从而得到比较高效的合成路线及方法。⑵对苯酚类及甲氧基苯基类芳香化合物单体进行胺类及金属离子诱导的去质子化及质子化研究，同时通过计算化学相关知识进行分子构象及其转换相关研究。通过化学计算，得到分子内穴半径等相关信息，从而探讨其离子绑定的潜在能力。⑶将芳香型单体化合物通过化学手段进行氨酸偶联，形成具有一定构象的线性或者折叠型寡聚体，通过对适当位置的酚羟基进行去质子化修饰，实现其化学构型的转换，同时通过与金属离子的配位键相互作用进行荧光淬灭的相关研究，在研究过程中，我们发现胺类及金属离子诱导的去质子化作用都能对芳香类寡聚体的化学构象转换起到作用，同时，通过不同金属离子对于芳香折叠体荧光淬灭能力的不同到达选择性识别金属离子的效应。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 国内外超分子化学研究进展

1．2 氢键型芳香寡聚体的研究进展

1．2．1 氢键型芳香寡聚体的结构单元

1．2．2 螺旋型芳香折叠体合成进展

1．3 芳香大环五聚体的研究进展

1．4 折叠型芳香寡聚物的理论计算研究

1．4．1 吡啶酮寡聚体及其离子绑定计算研究

1．4．2 甲氧基苯基六聚体分子结构及能量计算

第二章 吡啶酮类寡聚体结构单元的构建

2．1 吡啶酮类寡聚体的研究进展

2．2 硫代寡聚体研究进展

2．3 硫代吡啶酮类寡聚体设计思路

2．4 结果与讨论

2．5 本章小结

2．6 实验部分

2．6．1 试剂及仪器

2．6．2 实验合成部分

第三章 构象可变型荧光寡酚化合物的合成

3．1 荧光寡酚化合物研究进展

3．2 新型荧光寡酚化合物的设计思路

3．3 结果与讨论

3．4 本章小结

3．5 实验部分

3．5．1 试剂及仪器

3．5．2 实验合成部分

第四章 构象转换及荧光淬灭研究

4．1 构象转换研究

4．2 金属离子诱导的荧光淬灭研究

4．3 相关晶体数据

4．3．1 三聚体4的单晶数据及结构精修

4．3．2 三聚体5·Na+的晶体数据及结构精修

结论与展望

参考文献

攻读硕士研究生期间发表的论文

声明

致谢

附录