本文關鍵詞：以瓜環(huán)為主體的超分子探針對金屬離子的識別作用

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【摘要】：本文是對瓜環(huán)—有機小分子—金屬離子三元超分子體系新的功能性開發(fā)。通過合成三類客體分子Guest1,Guest2,Guest3,運用紫外吸收光譜、熒光光譜、紅外光譜,核磁波譜以及X-射線衍射等方法,分別研究這三個客體與Q[7],Q[8],TMeQ[6]之間的主客體相互作用。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種新的熒光探針。在研究Guest1與Q[7]主客體相互作用的過程中發(fā)現(xiàn),二者形成了穩(wěn)定常數(shù)為Ka=(2.9±0.7)×10~5 L/mol作用比為1:1的主客體包結物。進一步研究表明,Guest1中苯并咪唑基團進入Q[7]空腔,而能與金屬離子配位的兩個吡啶基團留在了瓜環(huán)端口,通過熒光光譜觀察到該主客體包結物可以明顯增強Guest1對Cd~(2+)和Zn~(2+)的識別能力,摩爾比法和等摩爾連續(xù)變化法表明包結物與Cd~(2+)和Zn~(2+)的作用比為1:1,在此基礎上,運用量子化學計算建立了主客體包結物及其分別與Cd~(2+)和Zn~(2+)配合物的模型。該超分子探針對Cd~(2+)和Zn~(2+)的檢出限為10-9mol/L。Guest2是由萘環(huán)單元和甲基紫精單元通過烷氧鏈連接形成的客體分子,運用了紫外可見吸收光譜和核磁波譜等手段研究了Guest2與Q[8]之間的主客體相互作用,結果顯示Q[8]能誘導Guest2中富電子的萘環(huán)單元和缺電子的甲基紫精單元在空腔內(nèi)發(fā)生分子內(nèi)電荷轉移,使連接這兩個單元的烷氧鏈發(fā)生彎曲留在瓜環(huán)端口,形成1:1的類似冠醚結構的超分子包結物,其穩(wěn)定常數(shù)為Ka=(1.1±0.2)×106L/mol。應用紫外-可見分光光度法進行該主客體包結物對金屬離子的篩選,發(fā)現(xiàn)該超分子探針對Ag~+表現(xiàn)出較好的分子識別性能。Guest3是由1,10-鄰菲羅啉和4-吡啶甲醛反應合成的。利用熒光光譜,核磁波譜和X-射線單晶衍射等方法研究了Guest3與TMeQ[6]之間的主客體作用,結果表明Guest3與TMeQ[6]之間能形成穩(wěn)定的主客體包結物,穩(wěn)定常數(shù)為Ka=4.0×10~6 L/mol,摩爾比法和等摩爾連續(xù)變化法顯示主客體的作用比為1:1。對主客體晶體結構的分析顯示Guest3中的鄰菲羅啉基團留在瓜環(huán)端口,可以與金屬離子進行配位。該主客體包結物對稀土金屬的識別篩選實驗表明,對Ce~(3+)和La~(3+)有良好的識別能力。
【關鍵詞】：瓜環(huán) 主客體作用 超分子探針 金屬離子識別
【學位授予單位】：貴州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O641.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 第一章 前言7-24
• 1.1 超分子化學7
• 1.2 瓜環(huán)的結構及性質(zhì)7-11
• 1.3 瓜環(huán)在分析法中的應用11-22
• 1.3.1 苯并咪唑類化合物與瓜環(huán)作用的研究進展14-17
• 1.3.2 Q[8]誘導的分子內(nèi)電荷轉移的研究進展17-20
• 1.3.3 鄰菲羅啉類化合物與瓜環(huán)作用的研究進展20-22
• 1.4 論文的立題思想與研究方案22
• 1.5 本文工作22-24
• 第二章 七元瓜環(huán)改進識別鋅離子和鎘離子的熒光探針24-46
• 2.1 實驗部分25-29
• 2.1.1 儀器與試劑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 性質(zhì)分析27-29
• 2.2 結果與討論29-45
• 2.2.1 Guest1及中間產(chǎn)物的圖譜分析29-34
• 2.2.2 Guest1與Q[7]的主客體作用34-39
• 2.2.3 Guest1與Q[7]形成的主客體包結物對金屬離子的識別39-45
• 2.3 本章小結45-46
• 第三章 八元瓜環(huán)誘導的超分子冠醚對銀離子的識別46-67
• 3.1 實驗部分46-51
• 3.1.1 儀器與試劑46-47
• 3.1.2 Guest2的合成47-49
• 3.1.3 性質(zhì)分析實驗方法49-51
• 3.2 結果與討論51-66
• 3.2.1 Guest2及中間產(chǎn)物的譜圖分析51-57
• 3.2.2 Guest2與Q[8]的主客體作用57-58
• 3.2.3 核磁分析58-60
• 3.2.4 穩(wěn)定常數(shù)的計算60-61
• 3.2.5 Guest2與Q[8]的主客體包結物對金屬離子的識別作用61-66
• 3.3 本章小結66-67
• 第四章 對稱四甲基六元瓜環(huán)誘導客體熒光及其對稀土離子的識別67-88
• 4.1 實驗部分67-71
• 4.1.1 儀器與試劑67-68
• 4.1.2 Guest3的合成68-69
• 4.1.3 性質(zhì)分析69-71
• 4.2 結果與討論71-86
• 4.2.1 Guest3及各中間產(chǎn)物的譜圖分析71-75
• 4.2.2 Guest3與TMeQ[6]的主客體作用75-81
• 4.2.3 Guest3與TMeQ[6]形成的主客體包結物對金屬離子的識別81-86
• 4.3 本章小結86-88
• 第五章 總結88-90
• 致謝90-91
• 參考文獻91-96
• 附錄 196-97

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本文編號：710198