以瓜环为主体的超分子探针对金属离子的识别作用

发布时间：2017-08-21 02:10

  本文关键词：以瓜环为主体的超分子探针对金属离子的识别作用

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【摘要】：本文是对瓜环—有机小分子—金属离子三元超分子体系新的功能性开发。通过合成三类客体分子Guest1,Guest2,Guest3,运用紫外吸收光谱、荧光光谱、红外光谱,核磁波谱以及X-射线衍射等方法,分别研究这三个客体与Q[7],Q[8],TMeQ[6]之间的主客体相互作用。Guest1是由N,N-二甲基吡啶基仲氨和2-溴甲基苯并咪唑形成的一种新的荧光探针。在研究Guest1与Q[7]主客体相互作用的过程中发现,二者形成了稳定常数为Ka=(2.9±0.7)×10~5 L/mol作用比为1:1的主客体包结物。进一步研究表明,Guest1中苯并咪唑基团进入Q[7]空腔,而能与金属离子配位的两个吡啶基团留在了瓜环端口,通过荧光光谱观察到该主客体包结物可以明显增强Guest1对Cd~(2+)和Zn~(2+)的识别能力,摩尔比法和等摩尔连续变化法表明包结物与Cd~(2+)和Zn~(2+)的作用比为1:1,在此基础上,运用量子化学计算建立了主客体包结物及其分别与Cd~(2+)和Zn~(2+)配合物的模型。该超分子探针对Cd~(2+)和Zn~(2+)的检出限为10-9mol/L。Guest2是由萘环单元和甲基紫精单元通过烷氧链连接形成的客体分子,运用了紫外可见吸收光谱和核磁波谱等手段研究了Guest2与Q[8]之间的主客体相互作用,结果显示Q[8]能诱导Guest2中富电子的萘环单元和缺电子的甲基紫精单元在空腔内发生分子内电荷转移,使连接这两个单元的烷氧链发生弯曲留在瓜环端口,形成1:1的类似冠醚结构的超分子包结物,其稳定常数为Ka=(1.1±0.2)×106L/mol。应用紫外-可见分光光度法进行该主客体包结物对金属离子的筛选,发现该超分子探针对Ag~+表现出较好的分子识别性能。Guest3是由1,10-邻菲罗啉和4-吡啶甲醛反应合成的。利用荧光光谱,核磁波谱和X-射线单晶衍射等方法研究了Guest3与TMeQ[6]之间的主客体作用,结果表明Guest3与TMeQ[6]之间能形成稳定的主客体包结物,稳定常数为Ka=4.0×10~6 L/mol,摩尔比法和等摩尔连续变化法显示主客体的作用比为1:1。对主客体晶体结构的分析显示Guest3中的邻菲罗啉基团留在瓜环端口,可以与金属离子进行配位。该主客体包结物对稀土金属的识别筛选实验表明,对Ce~(3+)和La~(3+)有良好的识别能力。
【关键词】：瓜环 主客体作用 超分子探针 金属离子识别
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O641.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 第一章 前言7-24
• 1.1 超分子化学7
• 1.2 瓜环的结构及性质7-11
• 1.3 瓜环在分析法中的应用11-22
• 1.3.1 苯并咪唑类化合物与瓜环作用的研究进展14-17
• 1.3.2 Q[8]诱导的分子内电荷转移的研究进展17-20
• 1.3.3 邻菲罗啉类化合物与瓜环作用的研究进展20-22
• 1.4 论文的立题思想与研究方案22
• 1.5 本文工作22-24
• 第二章 七元瓜环改进识别锌离子和镉离子的荧光探针24-46
• 2.1 实验部分25-29
• 2.1.1 仪器与试剂25
• 2.1.2 (1H-苯并咪唑2溴甲基)-二(2-吡啶基甲基)叔胺的合成25-27
• 2.1.3 性质分析27-29
• 2.2 结果与讨论29-45
• 2.2.1 Guest1及中间产物的图谱分析29-34
• 2.2.2 Guest1与Q[7]的主客体作用34-39
• 2.2.3 Guest1与Q[7]形成的主客体包结物对金属离子的识别39-45
• 2.3 本章小结45-46
• 第三章 八元瓜环诱导的超分子冠醚对银离子的识别46-67
• 3.1 实验部分46-51
• 3.1.1 仪器与试剂46-47
• 3.1.2 Guest2的合成47-49
• 3.1.3 性质分析实验方法49-51
• 3.2 结果与讨论51-66
• 3.2.1 Guest2及中间产物的谱图分析51-57
• 3.2.2 Guest2与Q[8]的主客体作用57-58
• 3.2.3 核磁分析58-60
• 3.2.4 稳定常数的计算60-61
• 3.2.5 Guest2与Q[8]的主客体包结物对金属离子的识别作用61-66
• 3.3 本章小结66-67
• 第四章 对称四甲基六元瓜环诱导客体荧光及其对稀土离子的识别67-88
• 4.1 实验部分67-71
• 4.1.1 仪器与试剂67-68
• 4.1.2 Guest3的合成68-69
• 4.1.3 性质分析69-71
• 4.2 结果与讨论71-86
• 4.2.1 Guest3及各中间产物的谱图分析71-75
• 4.2.2 Guest3与TMeQ[6]的主客体作用75-81
• 4.2.3 Guest3与TMeQ[6]形成的主客体包结物对金属离子的识别81-86
• 4.3 本章小结86-88
• 第五章 总结88-90
• 致谢90-91
• 参考文献91-96
• 附录 196-97

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本文编号：710198