新型咔唑基席夫碱衍生物的合成及离子识别性能研究

发布时间：2017-03-22 16:06

  本文关键词：新型咔唑基席夫碱衍生物的合成及离子识别性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着化学传感器的迅速发展,荧光探针研究在化学、生物、医学和环境等诸多领域受到了人们越来越多的关注,成为目前的一大研究热点。金属离子是化学、环境科学、生命科学和医学等诸多学科领域的研究对象,因此溶液中金属离子的识别和检测也成为了分析化学研究的热点问题。荧光分子／离子探针技术因具有选择性好、灵敏度高、简单快速且不需要借助昂贵仪器的优点而被广泛地应用于各种金属离子的检测。利用荧光强度与离子浓度的关系可以对离子进行定量或定性的分析,方便、快捷且具有较高的选择性和灵敏性,非常适用于重金属离子的实时或原位检测。本文基于C=N异构化和激发态分子内质子转移机理,设计合成了六种席夫碱化合物L1-L6,并利用紫外-吸收光谱法和荧光光谱法研究了他们对金属离子的选择性识别性能。 作为多功能荧光传感器,新型咔唑-席夫碱L1被设计、合成和表征。通过紫外吸收光谱法和荧光光谱法,L1都能选择性识别Fe3+离子和Cu2+离子。利用Job曲线法测得L1与Fe3+离子和Cu2+离子的络合比分别是2：1和1：1。L1与Fe3+离子和Cu2+离子的检出限分别是4.23×10-6M和5.67x10-6M。加入Fe3+/Cu2+离子后,L1的荧光增强,其可归因于C=N异构化和ESIPT。同时L1跟其他离子的相互作用也被研究,其紫外和荧光光谱并没有明显的变化。因此L1是一种高选择性和高灵敏性的新型Fe3+／Cu2+离子化学传感器。 L2分子是咔唑基团与4-氨基安替比林缩合的产物,它与Cr3+和Cu2+离子结合后溶液由无色分别变为黄色和淡黄色,便于可视检测,是一种检测Cr3+和Cu2+离子的比色探针。同时,L2中加入Cr3+和Cu2+离子后其紫外吸收发生明显蓝移,其与Cr3+离子和Cu2+离子的结合常数Ka分别为2.20x104M-1和1.75x104M-1；结合比分别为1：1和2：1；检测下限分别为logClim为-5.54M-1和-5.56M-1,即Clim分别为2.86x10-6M和2.75x10-6M。 将噻吩引入到咔唑母体上,设计合成了L3和L4。探针L3分子是咔唑-噻吩基团与4-硝基-2-羟基苯胺缩合反应得到的产物,加入Fe3+离子后,313nm处出现新的吸收峰,溶液由黄绿色变为无色,肉眼即可观察出,因此L3可以作为裸眼识别Fe3+离子的比色探针,与Fe3+离子的结合常数K。为4.21×104M-1,对Fe3+离子的检测限为6.16x10-7M。荧光光谱研究显示：加入Fe3+后L3的荧光峰强度增加了13倍；加入Cr3+后荧光增强11倍。因而L3可作为Fe3+和Cr3+离子荧光探针,其与Fe3+和Cr3+离子的结合常数Ka分别为4.67x104M-1和5.97x104M-1,结合比都为2：1,检测限分别为3.74x10-6M和2.56x10-6M。L4分子是比L3分子少一个羟基的噻吩类席夫碱。对其进行紫外吸收光谱研究和荧光发射光谱研究,结果显示L4对金属离子没有选择性识别,表明羟基是与金属离子配位的结合位点。 将水杨醛基团引入咔唑母体合成了席夫碱探针L5和L6,在结构上L5比L6少一个硝基。L5在乙腈溶液中选择性识别Fe3+离子,加入Fe3+离子后,其紫外吸收在432nm处出现一个新的吸收峰,检测限为9.21×10-7M,络合比为1：1。在(乙腈/水=3/1)混合溶剂中,Fe3+/Cr3+离子对L5具有明显的荧光增强响应,其检出限分别为8.16x10-7mol/L和1.15×10-6mol/L,络合比分别为1：1和2：1,结合常数Ka分别为3.21×104M-1和2.21×104M-1。经荧光光谱法研究发现,L6可作为选择性识别Cu2+/Cr3+离子的比率荧光探针,结合常数Ka分别为1.53x106M-1和5.37x105M-1,络合比都为2：1,且识别过程是可逆的,其检出限分别为2.01×10-7M和2.440x10-7M。
【关键词】：席夫碱 离子探针 荧光增强 可视比色检测 咔唑衍生物
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：O621.3;O657.3
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-38
• 1.1 引言10
• 1.2 超分子化学10-11
• 1.3 荧光探针11-24
• 1.3.1 荧光探针设计机理11-14
• 1.3.2 阴离子识别探针分子14-15
• 1.3.3 阳离子识别探针分子15-24
• 1.4 咔唑及其衍生物24-26
• 1.4.1 咔唑及其衍生物概述24
• 1.4.2 咔唑及其衍生物的应用24-26
• 1.5 席夫碱26-28
• 1.5.1 席夫碱概述26
• 1.5.2 席夫碱的分类及合成方法26-27
• 1.5.3 席夫碱的应用27-28
• 1.6 课题提出28-30
• 1.6.1 选题背景28-29
• 1.6.2 课题的提出29
• 1.6.3 课题研究内容29-30
• 参考文献30-38
• 第2章 咔唑-席夫碱的合成及其对Fe~(3+)、Cu~(2+)、Cr~(3+)的识别研究38-68
• 2.1 引言38-39
• 2.2 合成路线39-40
• 2.3 实验部分40-44
• 2.3.1 原料与仪器40
• 2.3.2 中间体和目标化合物的制备40-42
• 2.3.3 化合物的光谱研究测试方法42-44
• 2.4 结果和讨论44-60
• 2.4.1 化合物L1对金属离子的识别研究44-53
• 2.4.2 化合物L2对金属离子的识别研究53-60
• 2.5 本章小结60
• 参考文献60-64
• 附图64-68
• 第3章 噻吩类咔唑-席夫碱的合成及其对Fe~(3+)、Cr~(3+)的识别研究68-92
• 3.1 引言68-69
• 3.2 合成路线69
• 3.3 实验部分69-72
• 3.3.1 原料与仪器69
• 3.3.2 中间体和目标化合物的制备69-72
• 3.3.3 化合物的光谱研究测试方法72
• 3.4 结果和讨论72-84
• 3.4.1 化合物L3、L4的紫外吸收光谱法研究72-77
• 3.4.2 化合物L3、L4的荧光发射光谱法研究77-83
• 3.4.3 探针L3与金属离子的络合机理的探讨83-84
• 3.5 本章小结84-85
• 参考文献85-88
• 附图88-92
• 第4章 水杨醛类咔唑-席夫碱的合成及其对Fe~(3+)、Cu~(2+)、Cr~(3+)的识别研究92-122
• 4.1 引言92-93
• 4.2 合成路线93
• 4.3 实验部分93-96
• 4.3.1 原料和仪器93-94
• 4.3.2 中间体和目标化合物的制备94-96
• 4.3.3 光谱研究测试方法96
• 4.4 结果和讨论96-112
• 4.4.1 化合物L5对金属离子的识别研究96-107
• 4.4.2 化合物L6对金属离子的识别研究107-112
• 4.5 本章小结112-113
• 参考文献113-117
• 附图117-122
• 第5章 结论122-124
• 研究生期间完成的论文124
• 在研期间的科研项目124-125
• 致谢125

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 胡乃梁;陈燕;杨家祥;宋继梅;徐季昭;;一种西夫碱化合物的合成及其在汞测定中的应用[J];安徽大学学报(自然科学版);2008年06期

2 赫奕;李艳梅;;咔唑衍生物的合成及其对Zn~(2+)和Cu~(2+)的选择性荧光淬灭[J];东北师大学报(自然科学版);2011年03期

3 马永超;皇甫超申;胡国强;杨锐生;刘彬;;三氮唑席夫碱衍生物对人肝癌细胞SMMC-7721的诱导分化作用[J];第四军医大学学报;2007年19期

4 王利涛;何晓明;郭勇;徐健;邵士俊;;双吲哚烯类受体对氨基酸的比色识别作用[J];高等学校化学学报;2011年09期

5 魏太保;李军舰;林奇;姚虹;郭英;白翠冰;谢永强;张有明;;N-芳基香豆素甲基酮缩氨基硫脲对Cu~(2+)的选择性比色识别[J];高等学校化学学报;2012年11期

6 宋玉民;马新贤;杨武;;一种对Fe(Ⅲ)进行裸眼识别和检测探针的荧光性质[J];光谱学与光谱分析;2012年12期

7 韩巧荣;江玉亮;王炳祥;;N-乙基咔唑席夫碱EDA-NECD的合成及其对Cu~(2+)的识别研究[J];功能材料;2011年09期

8 李惠成;仵博万;张克钧;张兵;刘建宁;;对羟基苯甲醛缩邻氨基苯甲酸与汞的荧光猝灭反应及其应用[J];分析测试学报;2010年04期

9 刘阁;邵杰;;基于分子内电荷转移的阴离子比率荧光分子探针[J];无机化学学报;2011年04期

10 胡国强;侯莉莉;谢松强;杜钢军;黄文龙;张惠斌;;非对称双(均三唑席夫碱)衍生物的合成及抗肿瘤活性[J];有机化学;2008年04期

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1 萧楠;[N];中国化工报;2004年

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