基于杯芳烃荧光化学传感器的合成及性能研究

摘要

杯芳烃是苯酚单元通过亚甲基桥连起来的一类含有洞穴的大环化合物,具有丰富反应位点和灵活多变的构象。它可作为功能模块,还可以作为分子构筑平台进行多种衍生化。杯芳烃的这些特性使其在化学物种的提纯和分离,传感器,分子器件及模拟酶等方面拥有广泛的应用前景。本文在杯芳烃衍生物的合成及其识别性能方面做了以下的研究。 1.设计、合成了以杯[4]芳烃为平台,以氨基吡啶基团为双识别位点的新型化学传感器,并用红外光谱、质谱、核磁共振和元素分析方法对其进行了表征。紫外和荧光光谱研究结果表明,该受体分子在二氯甲烷溶液中能选择性识别脂肪二酸,络合常数可达103～104 L/mol,络合能力大小顺序为：丙二酸>草酸>丁二酸>戊二酸>已二酸。 2.以杯[4]芳烃为平台、氨基吡啶基团为识别位点、萘环为荧光基团,合成了一类新型荧光化学传感器。采用红外光谱、质谱、核磁共振和元素分析方法对产物进行了表征,并对产物的性能及荧光分子识别有机酸的机理进行了研究。结果表明,所合成的荧光分子在乙腈溶液中能选择性识别芳香族有机酸,表现出荧光猝灭现象,其与有机酸络合能力的大小依次为：对氰基苯甲酸>对氯苯甲酸>对甲氧基苯甲酸>苯甲酸。 3.以杯[6]芳烃为平台,通过氨基吡啶在杯芳烃上沿1,3位桥连的方法固定构象,并以氨基吡啶基团为识别位点和荧光基团,合成了能选择性识别氟离子和丙二酸的荧光化学传感器。往主体化合物溶液中加入F后,荧光强度猝灭；相反,加入丙二酸后,荧光强度略有增强。另外,当加入丙二酸到F与主体化合物的配合物溶液中时,荧光强度迅速得到恢复,这个竞争体系展现了一个有趣的选择性on/off分子开关特性。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1前言

1.2杯芳烃的合成

1.2.1一步合成法

1.2.2逐步合成法

1.3杯芳烃的衍生化

1.3.1杯芳烃下沿酚羟基的反应

1.3.2杯芳烃上沿的反应

1.4杯芳烃的构象

1.5杯芳烃的光谱特征

1.5.1杯芳烃的红外光谱

1.5.2杯芳烃的核磁共振氢谱

1.5.3杯芳烃的核磁共振碳谱

1.6杯芳烃的超分子化学性能

1.6.1杯芳烃对金属离子的荧光识别

1.6.2杯芳烃衍生物对阴离子的识别

1.6.3杯芳烃衍生物对中性分子的识别

1.6.4结语

1.7本课题的研究思路及目标

第二章基于杯芳烃识别二酸的荧光传感器的合成与性能研究

2.1研究背景

2.2合成与表征

2.3性能研究

2.4机理推测

2.5结论

第三章基于杯芳烃识别有机酸的荧光传感器的合成与性能研究

3.1研究背景

3.2合成与表征

3.3性能研究

3.4机理推测

3.5结论

第四章基于杯[6]芳烃的选择性识别氟离子和丙二酸的荧光传感器

4.1研究背景

4.2性能测试

4.3结果与讨论

4.3.1化合物3的合成过程

4.3.2化合物3构象的固定

4.4化合物3的性能

4.5机理推测

4.6结语

第五章实验

5.1仪器与试剂

5.1.1分析测试仪器

5.1.2主要试剂

5.2原料及已知化合物的制备

5.3未知化合物的制备

2-3化合物的合成

2-4化合物的合成

2-5化合物的合成

3-2化合物的合成

3-3化合物的合成

3-4化合物的合成

3-5化合物的合成

4-3化合物的合成

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致 谢