手型芴类聚合物对金属离子识别性能的研究

摘要

手性如同人类的双手，左右手之间互成镜像关系，具有相同结构但不能互相重叠。手性物质因其结构的有序性使其具有特异的功能性。根据手性物质的光学信号的不同，使其在离子检测，环境监测，生物医药等领域都有着广泛地应用。本研究选用了具有相反手性结构的聚芴类聚合物IP1与IP2，其主链中含有能够捕获金属离子的亚胺键结构，通过圆二色光谱(CD)与紫外-可见光谱(UV-visible)对聚合物的金属离子识别性能进行研究。
　　通过研究手性聚合物IP1和IP2分别与Fe3+，Fe2+，Ba2+，Hg2+，Mg2+，Ni2+，Zn2+，Mn2+，Co2+，Ca2+，Cu2+，Sn2+，Ag+，K+，Cr3+，Na+反应CD信号的变化，发现相比于其他金属离子，Fe3+与聚合物IP1与IP2反应均能使样品的CD强度发生较大幅度的下降。因此利用聚合物能够实现对Fe3+的特异性鉴别检出。同时，实验探究了Fe3+浓度对CD信号变化的影响，结果发现在一定范围内增大Fe3+浓度，聚合物与Fe3+样品的CD信号强度随之减小。
　　Fe3+与聚合物反应的CD信号强度值随时间增加而减小，所以聚合物IP1和IP2与Fe3+的识别反应存在一个反应动力学过程，因此本文研究了在不同离子强度，不同溶剂和不同pH缓冲体系中，CD信号强度值随时间变化规律。
　　增大体系离子强度，IP1和IP2对Fe3+识别反应速度减慢，且随着离子强度增大，样品反应2h后的CD信号强度值变大;因此增大离子强度，会阻碍聚合物IP1与IP2对Fe3+的识别效果。
　　在不同溶剂体系中，聚合物与Fe3+反应具有不同的CD信号强度值。在H2O，Ethanol，EA，THF溶剂体系中，刚将Fe3+加入聚合物时样品的CD信号强度较弱，无法观测反应CD信号值随时间的变化，而在DMAc，Methanol，DMSO，DMF，Eg，AN溶剂中具有较为明显的手性信号，且CD信号强度值随时间增加而逐渐降低，并对不同溶剂中样品的CD信号变化速率进行比较。
　　在pH=4，pH=7，pH=10的缓冲溶剂(PBS)中，对聚合物与Fe3+识别反应动力学进行研究，结果发现在pH=4的PBS中没有CD信号峰;在pH=7的PBS中聚合物与Fe3+反应具有CD信号峰，且CD信号强度值随时间增加而逐渐降低;在pH=10的PBS中，聚合物与Fe3+反应具有CD信号峰，但其CD信号值较小，CD信号强度变化发生在0-10min内。因此中性溶剂中聚合物对Fe3+的鉴别检出具有较好的效果。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1引言

1．2手性及手性聚合物

1．2．1天然手性分子

1．2．2手性聚合物

1．2．3手性聚合物的合成方法

1．2．4手性构型的测试方法

1．2．5手性聚合物的分类

1．2．6手性的研究意义

1．3芴类聚合物

1．3．1芴类聚合物的应用

1．4金属离子检测

1．4．1金属离子检测意义

1．4．2金属离子检测方法

1．4．3金属离子光学探针的应用

1．5席夫碱

1．6研究背景与主要研究内容

1．6．1研究背景

1．6．2主要研究内容

第2章实验部分

2．1实验药品及仪器

2．1．1实验药品

2．1．2实验仪器及设备

2．1．3实验试剂的精制

2．2实验表征与分析方法

2．2．1圆二色谱(CD)分析方法

2．2．2紫外-可见光谱(UV-visible)分析方法

2．3实验方案

2．3．1手性聚合物IP1的合成方法

2．3．2手性聚合物IP2的合成方法

2．3．3实验方案流程图

2．4本章小结

第3章聚合物对金属离子的检测

3．1聚合物IP1与IP2的手性表征

3．2IP1对Fe3+的鉴别检出

3．3 IP2对Fe3+的鉴别检出

3．4本章小结

第4章聚合物与Fe3+反应动力学规律研究

4．1离子强度对IP1与Fe3+反应动力学的影响

4．2离子强度对IP2与Fe3+反应动力学的影响

4．3溶剂种类对IP1与Fe3+反应动力学的影响

4．4溶剂种类对IP2与Fe3+反应动力学的影响

4．5pH对IP1与Fe3+反应动力学的影响

4．6pH对IP2与Fe3+反应动力学的影响

4．7本章小结

结论

参考文献

读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢