二苯并-14-冠-4衍生物及胶体金量子点的制备研究

摘要

冠醚由于其优良的络合选择性能而备受关注，14-冠-4，特别是二苯并-14-冠-4由于其孔径大小与锂离子的直径大小相匹配而对锂离子有良好的选择络合性能，是分离和分析锂离子的优良化学试剂。在二苯并-14-冠-4上引入二氯代乙酰基后，不但改变了其脂溶性，而且能扩大二苯并-14-冠-4的使用领域。本文以多聚磷酸为催化剂和反应溶剂，氯乙酸为酰化剂，对二苯并-14-冠-4进行了酰化，合成了未见报道过的二氯代乙酰基二苯并-14-冠-4，并进行了表征，确认组成。与二苯并-14-冠-4对照，比较了在不同pH的条件下二氯代乙酰基二苯并-14-冠-4萃取锂、钠的情况。结果表明，二氯代乙酰基二苯并-14-冠-4和二苯并-14-冠-4对锂的络合比都是1：1，并都随着萃取体系pH的增大而增大，到达一定值后（前者为96.8％，后者为99.89％）趋于稳定，但是二氯代乙酰基二苯并-14-冠-4对锂的萃取受pH的影响要比二苯并14-冠-4显著；同时它们对钠的萃取能力则较差（前者最大为6.58％，后者最大为3.68％）。由此可见，二氯代乙酰基二苯并-14-冠-4对锂的萃取更易受pH控制，能在更广的领域内应用，成为合成新型冠醚的中间体。
　　 量子点由于其优越的荧光特性成为研究应用的热门，而冠醚由于具有优良的络合选择能力也引起了研究人员的极大兴趣。通过对冠醚的改进而将其与量子点结合起来，就能够将两者各自的优越性能统一到一种物质上来，这为更加准确、快速和专一地检测某些金属离子开创了新的研究方法。在14-冠-4或12-冠-4上引入含巯基的物质，冠醚通过巯基基团很容易与胶体金纳米颗粒形成络合键而能够结合起来形成了一种新型的荧光纳米材料，构想这种荧光纳米材料在锂离子的作用下其颗粒就相互靠近而使颜色发生明显的变化，或者是与别的量子点在锂离子的作用下发生能量共振转移而能够对锂离子进行定量分析。本文另外一个重要的工作就是研究含硫的有机物与胶体金颗粒的相互作用后，它们的颜色变化、紫外-可见光吸收和它们之间量的关系，为冠醚和纳米胶体金颗粒通过巯基结合形成新材料后从而能够成功的对锂进行检测的研究做基础。