本文關(guān)鍵詞：基于苯并噻唑的氰離子探針的合成及其識別性質(zhì)研究

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【摘要】：本論文主要闡述了氰化物在工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用、在生活中產(chǎn)生的危害,概括了近年來氰離子探針的研究方向和進(jìn)展。由于苯并噻唑及其鹽類具有強(qiáng)的吸電子性,與發(fā)光基團(tuán)連接后形成共軛體系,氰離子可以改變體系的共軛結(jié)構(gòu)導(dǎo)致化合物光譜發(fā)生改變,并且這一類探針具有高選擇性、檢測限低和可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),本論文主要以苯并噻唑?yàn)橹行幕鶊F(tuán)開發(fā)設(shè)計(jì)氰離子探針,圍繞邁克爾加成反應(yīng)和銅離子置換反應(yīng)兩大反應(yīng)類型展開。(1)苯并噻唑酰胺探針化合物1-4(2)苯并噻唑-吲哚類氰離子探針化合物及其對比5-10(3)苯并噻唑-希夫堿類氰離子探針化合物及其對比11-13(4)吡啶鹽類探針化合物及其對比14-18在苯并噻唑酰胺體系中,合成了四個探針化合物(化合物1-4),對其進(jìn)行了系統(tǒng)表征,首次得到了四個探針分子的晶體結(jié)構(gòu)。探針化合物1-4對氰離子均有響應(yīng),其中探針化合物1-3能夠通過邁克爾加成反應(yīng)直接實(shí)現(xiàn)對氰離子識別,化合物3顏色由黃色變?yōu)闊o色同時(shí)綠色熒光幾乎完全猝滅。4可以通過銅離子置換的方式實(shí)現(xiàn)氰離子熒光增強(qiáng)型識別。通過研究發(fā)現(xiàn)探針化合物1-4對氰離子都具有較好的識別選擇性。并且具有非常低的檢出限,其中探針3和4對氰離子表現(xiàn)出了明顯的肉眼可見的顏色變化。在苯并噻唑-吲哚體系中,合成了六個探針化合物(化合物5-10)并對其進(jìn)行了系統(tǒng)表征。這些探針能夠?qū)崿F(xiàn)自然光下肉眼檢測氰離子,并且具有非常好的選擇性。通過與傳統(tǒng)意義上類似探針的比較,探針5-7的吸收光譜有著截然不同的變化趨勢。經(jīng)過原位核磁分析表明,苯并噻唑鹽的C=N和吡啶鹽的吡啶環(huán)4-位置與氰離子發(fā)生了邁克爾加成反應(yīng),同時(shí)吲哚的NH能夠與氰離子之間形成氫鍵作用。兩種作用形式共同影響氰離子探針的光物理性質(zhì),導(dǎo)致明顯的顏色和熒光變化。苯并噻唑-希夫堿體系中,合成了化合物11-13,對三者進(jìn)行了系統(tǒng)表征,以探針12為例進(jìn)行了X射線單晶解析,詳細(xì)分析了三者的光物理性質(zhì)。其中化合物12和13具有非常高的熒光量子產(chǎn)率�？梢越柚~離子置換反應(yīng)實(shí)現(xiàn)對氰離子的選擇性識別,是一類熒光增強(qiáng)型探針,并且能夠?qū)崿F(xiàn)多次重復(fù)使用�；衔�11能夠直接對氰離子實(shí)現(xiàn)高效快速的識別,其識別反應(yīng)能夠在瞬間完成�；衔�11還能夠?qū)︺~離子進(jìn)行選擇性識別。其對兩種離子的識別過程能夠?qū)崿F(xiàn)肉眼可見,可以制成試紙實(shí)現(xiàn)氰離子方便檢測,對實(shí)際生產(chǎn)生活中氰離子的識別具有重要的應(yīng)用價(jià)值。吡啶鹽體系共合成5種吡啶鹽化合物,其合成路線簡單,易提純。對化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)表征,以紫外-可見吸收光譜和熒光光譜,并參考化合物在溶液中顏色變化對它們的光物理性質(zhì)進(jìn)行了分析,5個吡啶鹽化合物均可對氰離子進(jìn)行識別,且具有靈敏性高和選擇性好的優(yōu)點(diǎn),均可以肉眼檢測到氰離子滴定前后溶液顏色的變化,通過Job點(diǎn)以及原位核磁發(fā)現(xiàn)含有羥基的化合物其識別機(jī)理是分子間氫鍵作用,未含羥基的化合物識別機(jī)理是邁克爾加成反應(yīng)使正電性的N+CH3轉(zhuǎn)化成了中性的NCH3。
【關(guān)鍵詞】：苯并噻唑 氰離子 邁克爾加成 銅離子置換 熒光光譜
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O657.3
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-13
• 第一章 緒論13-27
• 1.1 引言13-14
• 1.2 常見氰離子探針的設(shè)計(jì)原理及類型14-25
• 1.2.1 活化羰基加成14-17
• 1.2.2 邁克爾加成17-18
• 1.2.3 基于苯并吲哚型親核加成18-21
• 1.2.4 置換型氰離子識別機(jī)理21-24
• 1.2.5 其他類型的氰離子識別機(jī)理24-25
• 1.3 選題依據(jù)及意義25-27
• 第二章 苯并噻唑酰胺衍生物作為受體識別氰化物的研究27-45
• 2.1 化合物的合成與表征27-33
• 2.1.1 主要試劑與儀器27-28
• 2.1.2 目標(biāo)化合物的合成28-30
• 2.1.3 目標(biāo)化合物的晶體結(jié)構(gòu)30-33
• 2.2 化合物的光物理性質(zhì)33-37
• 2.2.1 原理與方法33-34
• 2.2.2 化合物的線性光物理性質(zhì)34-35
• 2.2.3 密度泛函量化計(jì)算35-37
• 2.3 香豆素苯并噻唑化合物對氰離子識別性質(zhì)37-43
• 2.3.1 引言37
• 2.3.2 檢出限37
• 2.3.3 Job's plots測試37-38
• 2.3.4 化合物 1-3 對氰離子光譜滴定38-40
• 2.3.5 化合物4對氰離子的光譜滴定40-41
• 2.3.6 探針化合物對離子的檢出限和選擇性41-43
• 2.4 本章小結(jié)43-45
• 第三章 基于邁克爾加成和氫鍵作用的苯并噻唑-吲哚型氰離子探針45-57
• 3.1 探針化合物的合成與表征45-48
• 3.1.1 主要試劑與儀器45-46
• 3.1.2 中間產(chǎn)物的合成46
• 3.1.3 目標(biāo)化合物的合成46-48
• 3.2 探針化合物的光物理性質(zhì)48-49
• 3.3 探針化合物對氰離子的識別49-52
• 3.4 探針化合物對氰離子的識別機(jī)理研究52-56
• 3.4.1 Job's plots測試52-53
• 3.4.2 原位核磁分析53-55
• 3.4.3 檢出限和選擇性測試55-56
• 3.5 本章小結(jié)56-57
• 第四章 苯并噻唑希夫堿作為受體檢測氰離子的研究57-73
• 4.1 化合物的合成與表征57-64
• 4.1.1 主要試劑與儀器57
• 4.1.2 目標(biāo)化合物的合成57-59
• 4.1.3 化合物13的晶體結(jié)構(gòu)59-61
• 4.1.4 化合物光物理性質(zhì)分析61-63
• 4.1.5 理論計(jì)算63-64
• 4.2 探針化合物11的離子識別分析64-68
• 4.2.1 探針化合物11對氰離子的滴定測試64-65
• 4.2.2 探針化合物11對氰離子的識別機(jī)理討論65-66
• 4.2.3 探針化合物11對銅離子的光譜滴定66
• 4.2.4 探針化合物11對銅離子的識別機(jī)理討論66-67
• 4.2.5 探針化合物11對離子選擇性測試67-68
• 4.3 探針化合物12和 13的離子識別研究68-72
• 4.3.1 探針化合物12和 13對銅離子的光譜滴定68-69
• 4.3.2 探針 12-Cu2+和 13-Cu2+對氰離子的光譜滴定69-71
• 4.3.3 探針 12-Cu2+和 13-Cu2+對氰離子選擇性研究71-72
• 4.4 本章小結(jié)72-73
• 第五章 吡啶鹽作為氰離子檢測熒光探針的研究與應(yīng)用73-85
• 5.1 化合物的合成與表征73-75
• 5.1.1 主要試劑與儀器73
• 5.1.2 目標(biāo)化合物的合成73-75
• 5.2 化合物的光物理性質(zhì)及其氰離子識別性質(zhì)75-83
• 5.2.1 化合物 1-5 的紫外吸收光譜和熒光光譜75-76
• 5.2.2 探針化合物14和 15對氰離子的光譜滴定及其檢出限76-77
• 5.2.3 探針化合物 16-18對氰離子的滴定光譜及其檢出限77-79
• 5.2.4 探針化合物對氰離子的識別機(jī)理討論79-81
• 5.2.5 探針化合物的氰離子選擇性81-83
• 5.3. 本章小結(jié)83-85
• 第六章 結(jié)論與展望85-86
• 參考文獻(xiàn)86-91
• 致謝91-93
• 附錄93-94

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：822834