一种高选择性检测Al3+离子的Eu的β-二酮化合物的设计与合成

摘要

本文已经成功地设计并合成了包含三氟化烷基和刚性苯并二氢吡喃酮新的衍生物β-二酮3-(2，2，2-三氟乙基)苯并二氢吡喃-4-酮(4-TFC)。(i)由于配体4-TFC具有低对称性的结构，可以增加结构复杂性，这为配合物的合成提供了广泛的方向。(ii)过渡金属离子与β-二酮配位几何数总是可以预测的，这对本文设计合成配体4-TFC和预期配合物的光学性质起到决定性作用。(iii)镧系元素配合物在以配体为中心的吸收键激发时显示出明亮的光致发光，并且检测过程在365nm下清晰可见。因此，把它应用于合成新的稳定的基于Eu3+离子的4-TFC镧系金属元素配合物(1)。配合物中心是八配位的Eu3+离子，由来自辅配体1，10-邻菲罗啉提供的两个N原子，三个相同配体4-TFC提供的六个O原子组成。在该配合物的基础上加入辅配体1，10-邻菲罗啉后，使其荧光性质得到了提高。通过荧光激发、发射测试，紫外吸收测方法对配合物分析，结果表明4-TFC配体将吸收的能量有效的传递到中心金属离子，该配体对稀土Eu3+具有高效敏化发光的性能。而且，该配合物(1)可以快速、高选择性的检测金属Al3+离子，用肉眼可以清楚地在365nm下观察到溶液颜色由红到蓝的转变。利用DFT理论计算对配合物(1)的结构和性能进行了优化，稀土配合物计算结果与实验X单晶衍射结构数据和光谱分析结果基本一致，由于键长Eu(1)-O(2)=2.3761((A))大于Al(1)-O(2)=1.9136((A))，键角O(2)-Eu(1)-O(3)=70.2499(°)小于O(2)-Al(1)-O(3)=89.9886(°)，很好的解释了配合物对铝离子的检测原理。此外，其发出的红色光几乎完全在丙酮溶液中淬灭。同时，所得到的实验数据现象在相应的高斯计算和分子模型中也得到了很好地解释。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 β-二酮配合物的研究进展

1．2．1 单β-二酮配体研究进展

1．2．2 双β-二酮配体的研究进展

1．3 通过离子检测的方法识别金属离子

1．3．1 探针技术简介

1．3．2 荧光探针的研究进展

1．4 本文选题的目的及意义

第2章 配体及配合物的合成

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验仪器

2．2．2 实验试剂

2．3 配体4-TFC的合成

2．3．1 配体的红外表征

2．3．2 配体的核磁表征

2．3．3 配体的质谱表征

2．4 配合物Eu(4-TFC)3(phen)的制备

2．5 本章小结

第3章 β-二酮化合物检测金属离子的研究

3．1 配合物荧光性质的研究

3．1．1 配合物Eu(4-TFC)3(phen)的荧光

3．1．2 不同种类稀土配合物在同种溶剂中液态荧光的比较

3．1．3 非稀土金属配合物在溶剂中荧光的比较

3．1．4 硼配合物的单晶衍射

3．2 配合物荧光检测性质的研究

3．2．1 配合物Eu(4-TFC)3(phen)在不同金属离子的溶液中的荧光性质

3．2．2 配合物Eu(4-TFC)3(phen)在含有干扰金属离子的溶液中的荧光性质

3．2．3 配合物Eu(4-TFC)3(phen)在不同浓度的溶液中的荧光性质

3．2．4 配合物Eu(4-TFC)3(phen)检测Al3+离子的实验对照

3．2．5 其他稀土配合物Ln(4-TFC)3(phen)的荧光性质

3．3 配合物荧光检测性质的研究

3．4 本章小结

第4章 β-二酮化合物检测有机小分子性能的研究

4．1 有机小分子的感应特性

4．2 发光照明和淬灭响应的机理

4．3 本章小结

第5章 TDDFT理论计算及分子模型

5．1 TDDFT理论计算

5．2 计算过程

5．3 本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间学术成果

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