酰腙/席夫碱功能材料的构筑及其污染物检测与去除
发布时间：2021-11-20 16:26
近年来,由于酰腙/席夫碱反应条件易控制,产率高、易官能化且具有良好的配位能力等优点,受到越来越多科研工作者的青睐。其中,酰腙/席夫碱所构建的超分子凝胶材料因其良好的荧光、刺激响应性能等而备受关注。此外,阴/阳离子及分子在生物和环境体系中占有重要的地位,有些重金属及有害离子（分子）的过量会对生物及环境体系造成一定的破坏,对于它们的检测与去除尤为重要。因此,酰腙/席夫碱化学传感器的设计及应用（对特定离子/分子的传感）成为当前该领域研究的热点之一。本论文将分为四部分对酰腙/席夫碱超分子功能材料的制备及其性能研究展开陈述。1.我们主要介绍了酰腙/席夫碱衍生物的特点及其在凝胶材料和传感器领域的研究进展。其中,对酰腙/席夫碱凝胶材料在荧光、刺激响应、自修复和污染物去除等方面的应用进行了归纳和总结。着重突出了酰腙/席夫碱在传感领域的应用,其中包括阴、阳离子传感器,分子传感器和AIE传感器。基于以上研究背景及现状,提出了我们的研究课题。2.我们设计合成了一种酰腙功能化的双柱[5]芳烃（DP5）,同时合成了客体分子——吡啶功能化的均苯三甲酰亚胺（SZ）。通过DP5和SZ之间主客体相互作用,我们成功的制备...
【文章来源】：西北师范大学甘肃省
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
化合物1的合成过程及超分子聚合物凝胶的形成过程
第1章基于酰腙/席夫碱超分子功能材料的研究进展2基团，超分子聚合物链可在加入Cu2+离子后，通过配位作用而交联，从而形成金属超分子聚合物凝胶。这种基于柱[5]芳烃和Cu2+的超分子聚合物凝胶对于开发新型功能荧光材料和分子器件具有重要意义（图1.1）。2013年，Bhattacharya等设计合成了一种含有长烷基链的双酰腙化合物2[12]，该化合物可在THF中自组装成为蓝色荧光凝胶。在该凝胶中加入TNP（2,4,6-三硝基苯酚）后，凝胶转变成为溶胶，且荧光发生猝灭。同时，作者还研究了该化合物在水或胶束介质中对硝基芳香族化合物（NAC）的识别，发现TNP可以高灵敏、选择性检测。这项研究为开发在多种介质和固体载体上具有更高灵敏度的新型分子探针开辟了新的道路（图1.2）。图1.2化合物2的分子结构及其在TNP诱导下的荧光响应图2016年，Yin课题组[13]用2-羟基-1-萘甲醛与L-谷氨酸衍生物通过缩合反应得到席夫碱化合物3，并研究了它的成凝胶能力、自组装纳米结构和阴离子响应性能。作者发现化合物3的凝胶化是由特定金属离子的配位诱导的。并且，配位诱导的凝胶化也可以由特定阴离子所控制。Zn-Cu-3可以通过CN–和3与Cu2+的竞争配位，在S2–和Cys存在的基础上选择性地荧光检测CN–，重要的是，Zn-Cu-3可以在整个CN–响应过程中保持凝胶状态（图1.3）。图1.3（a）3和（b）经不同离子处理的3（1%，DMSO中）、金属凝胶Zn-3、Cu-3和Zn-Cu-3（1%，DMSO中，Zn-3，3:Zn2+=1:1；Cu-3，3:Cu2+=1:1；Zn-Cu-3，3:Cu2+:Zn2+=1:1:1）的照片
第1章基于酰腙/席夫碱超分子功能材料的研究进展3同年，Lin课题组设计合成了一种酰腙化合物4，该化合物可在正丁醇中自组装成超分子有机凝胶[14]。作者还在该凝胶的基础上成功开发了二十二单元传感器矩阵，且该传感器矩阵在水中可识别14种离子（F–、Cl–、I–、CN–、HSO4–、SCN–、S2–、OH–、Al3+、Fe3+、Zn2+、Hg2+、Pb2+和H+）。重要的是，该传感器矩阵仅需要合成一个配体。此外，作者还获得了一系列离子响应型荧光可擦除安全显示材料（图1.4）。图1.4凝胶因子4的分子结构及基于超分子凝胶的传感器阵列对各种阴离子和阳离子的荧光响应2017年，Ma课题组设计合成了一种简单的双酰腙化合物5[15]，在DMSO溶液中通过氢键作用和π-π堆积形成超分子有机凝胶。作者还发现，由于光致电子转移（PET），该凝胶显示出非常弱的荧光。当Al3+加入后，由于Al3+与凝胶之间的配位作用，该凝胶发出了较强的蓝色荧光，同时得到了Al-凝胶（图1.5）。图1.5化合物5成凝胶的组装机理图及其对铝离子的荧光响应
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于碘功能化柱[5]芳烃超分子有机凝胶的制备和性能[J]. 陈进发,刘茜,韩冰冰,丁金东,张有明,林奇,姚虹,魏太保. 有机化学. 2018(10)
[2]甲氧基柱[5]芳烃对苯并唑类杂环化合物的主客体作用研究[J]. 师海雄,程晓斌,林奇,姚虹,张有明,魏太保. 有机化学. 2018(07)
本文编号：3507711
【文章来源】：西北师范大学甘肃省
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
化合物1的合成过程及超分子聚合物凝胶的形成过程
第1章基于酰腙/席夫碱超分子功能材料的研究进展2基团，超分子聚合物链可在加入Cu2+离子后，通过配位作用而交联，从而形成金属超分子聚合物凝胶。这种基于柱[5]芳烃和Cu2+的超分子聚合物凝胶对于开发新型功能荧光材料和分子器件具有重要意义（图1.1）。2013年，Bhattacharya等设计合成了一种含有长烷基链的双酰腙化合物2[12]，该化合物可在THF中自组装成为蓝色荧光凝胶。在该凝胶中加入TNP（2,4,6-三硝基苯酚）后，凝胶转变成为溶胶，且荧光发生猝灭。同时，作者还研究了该化合物在水或胶束介质中对硝基芳香族化合物（NAC）的识别，发现TNP可以高灵敏、选择性检测。这项研究为开发在多种介质和固体载体上具有更高灵敏度的新型分子探针开辟了新的道路（图1.2）。图1.2化合物2的分子结构及其在TNP诱导下的荧光响应图2016年，Yin课题组[13]用2-羟基-1-萘甲醛与L-谷氨酸衍生物通过缩合反应得到席夫碱化合物3，并研究了它的成凝胶能力、自组装纳米结构和阴离子响应性能。作者发现化合物3的凝胶化是由特定金属离子的配位诱导的。并且，配位诱导的凝胶化也可以由特定阴离子所控制。Zn-Cu-3可以通过CN–和3与Cu2+的竞争配位，在S2–和Cys存在的基础上选择性地荧光检测CN–，重要的是，Zn-Cu-3可以在整个CN–响应过程中保持凝胶状态（图1.3）。图1.3（a）3和（b）经不同离子处理的3（1%，DMSO中）、金属凝胶Zn-3、Cu-3和Zn-Cu-3（1%，DMSO中，Zn-3，3:Zn2+=1:1；Cu-3，3:Cu2+=1:1；Zn-Cu-3，3:Cu2+:Zn2+=1:1:1）的照片
第1章基于酰腙/席夫碱超分子功能材料的研究进展3同年，Lin课题组设计合成了一种酰腙化合物4，该化合物可在正丁醇中自组装成超分子有机凝胶[14]。作者还在该凝胶的基础上成功开发了二十二单元传感器矩阵，且该传感器矩阵在水中可识别14种离子（F–、Cl–、I–、CN–、HSO4–、SCN–、S2–、OH–、Al3+、Fe3+、Zn2+、Hg2+、Pb2+和H+）。重要的是，该传感器矩阵仅需要合成一个配体。此外，作者还获得了一系列离子响应型荧光可擦除安全显示材料（图1.4）。图1.4凝胶因子4的分子结构及基于超分子凝胶的传感器阵列对各种阴离子和阳离子的荧光响应2017年，Ma课题组设计合成了一种简单的双酰腙化合物5[15]，在DMSO溶液中通过氢键作用和π-π堆积形成超分子有机凝胶。作者还发现，由于光致电子转移（PET），该凝胶显示出非常弱的荧光。当Al3+加入后，由于Al3+与凝胶之间的配位作用，该凝胶发出了较强的蓝色荧光，同时得到了Al-凝胶（图1.5）。图1.5化合物5成凝胶的组装机理图及其对铝离子的荧光响应
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于碘功能化柱[5]芳烃超分子有机凝胶的制备和性能[J]. 陈进发,刘茜,韩冰冰,丁金东,张有明,林奇,姚虹,魏太保. 有机化学. 2018(10)
[2]甲氧基柱[5]芳烃对苯并唑类杂环化合物的主客体作用研究[J]. 师海雄,程晓斌,林奇,姚虹,张有明,魏太保. 有机化学. 2018(07)
本文编号：3507711
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