含蒽荧光团金属离子探针的设计、合成及性能研究

论文摘要

荧光分子开关作为超分子化学的重要组成部分,近年来得到了快速发展并成为化学家的研究热点。本论文结合蒽荧光受体的研究现状及其发展趋势,在该类物质的功能性分子设计、金属离子识别方面进行了进一步的研究。设计并合成了一个二苯砜为连接臂含双蒽基团的钳状受体分子并通过荧光和紫外-可见光谱实验研究了其对阳离子识别的性质,发现该化合物对Hg2+有一定的荧光增强作用,对Cu2+有一定荧光淬灭作用。设计、合成了六种新的含硫识别基团的蒽类荧光分子探针。通过金属离子滴定试验,发现该类探针对Cu2+和Hg2+离子具有明显的识别作用。特别是在此基础上设计的9,10-二（4-硝基苄硫甲基）蒽对Hg （Ⅱ）离子络合促进荧光增强429倍,该探针具有高度的专一性,是典型的PET体系。设计并合成了两个以二硫代氨基甲酸基为识别基团的荧光分子。发现Hg2+与二硫代氨基甲酸基配位抑制了PET效应,主体荧光得以恢复,发射强度增加。该类主体分子对Hg2+有较高的选择性。设计、合成了七种新的由不同识别基团相连接的含双蒽酰胺基荧光基团分子探针。通过金属离子滴定试验,发现含硫原子探针对Cu2+和Hg2+离子具有明显的荧光淬灭作用,并且这些离子分别和主体分子形成了1:1的络合物。在以上研究的基础上,设计、合成了两个新的由不同识别基团相连接的双芘环荧光团的荧光探针。发现以3,6-二硫杂-1,8-辛二胺为连接基团和识别基团的含双芘环荧光团分子探针对Cd2+, Cu2+, Ag+和Hg2+具有选择性识别作用。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 荧光分子探针识别原理
• 1.2.1 光诱导电子转移 PET （Photoinduced Electron Transfer）
• 1.2.2 电荷转移 CT （Charge Transfer）
• 1.2.3 激基缔合物 （Excimer/Exciplex）
• 1.2.4 荧光共振能量转移 （Fluorescence Resonance Energy Transfer） ..
• 1.2.5 基于其它原理的荧光分子探针
• 1.3 荧光团
• 1.4 含蒽荧光团分子识别的研究进展
• 1.4.1 阳离子识别
• 1.4.2 阴离子识别
• 1.4.3 中性分子的识别
• 1.5 本研究工作的主要内容
• 第二章 二苯砜为连接臂的含双蒽荧光基团阳离子探针
• 2.1 分子设计
• 2.2 合成路线
• 2.3 实验部分
• 2.3.1 原料与仪器
• 2.3.2 中间体的合成
• 2.3.3 目标化合物4,4'-二（2-（9-蒽甲巯基）乙酰胺基）二苯砜（A）的合成
• 2.3.4 紫外及荧光光谱的测定
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 典型产物的合成及结构表征
• 2.4.2 溶剂对产物荧光光谱的影响
• 2.4.3 A 对金属离子的识别
• 2.5 本章小结
• 第三章 含硫蒽系列衍生物类阳离子荧光探针
• 3.1 概述
• 3.2 分子设计
• 3.3 合成路线
• 3.3.1 含两个硫原子的荧光分子探针
• 3.3.2 含有四个硫原子的荧光分子探针
• 3.4 实验部分
• 3.4.1 原料与仪器
• 3.4.2 中间体的合成
• 3.4.3 目标产物的合成
• 3.4.4 紫外及荧光光谱的测定
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 典型产物的合成及结构表征
• 3.5.2 C1 和 C2 对金属离子的识别
• 3.5.3 C3 和 C4 对金属离子的识别
• 3.5.4 C5 对金属离子的识别
• 3.5.5 B 对金属离子的识别
• 3.6 本章小结
• 第四章 二硫代氨基甲酸基为识别基团含蒽荧光团的阳离子探针
• 4.1 概述
• 4.2 分子设计
• 4.3 合成路线
• 4.4 实验部分
• 4.4.1 原料与仪器
• 4.4.2 中间体六氢吡啶基二硫代氨基甲酸钠的合成
• 4.4.3 目标化合物的合成
• 4.4.4 紫外及荧光光谱的测定
• 4.5 结果与讨论
• 4.5.1 典型产物的合成
• 4.5.2 结构表征
• 4.5.3 D1 和 D2 对金属离子的识别
• 4.6 本章小结
• 第五章 含双蒽基荧光团阳离子荧光探针
• 5.1 分子设计
• 5.2 合成路线
• 5.2.1 通过9-蒽甲酸来制备
• 5.2.2 通过9-氨基蒽来制备
• 5.2.3 通过9-氯甲基蒽来制备
• 5.3 实验部分
• 5.3.1 原料与仪器
• 5.3.2 中间体的合成
• 5.3.3 目标化合物的合成
• 5.3.4 紫外及荧光光谱的测定
• 5.4 结果与讨论
• 5.4.1 典型产物的合成
• 5.4.2 典型产物的结构表征
• 5.4.3 E1、E2 和 E3 在有机相中对金属离子的识别
• 5.4.4 F1、F2、F3 和 F4 探针对金属离子的识别
• 5.5 本章小结
• 第六章 双芘基荧光团阳离子荧光探针
• 6.1 分子设计
• 6.2 合成路线
• 6.2.1 双芘基荧光探针的合成
• 6.2.2 含蒽单荧光团探针的合成
• 6.3 实验部分
• 6.3.1 原料与仪器
• 6.3.2 中间体及目标化合物的合成
• 6.3.3 紫外及荧光光谱的测定
• 6.4 结果与讨论
• 6.4.1 典型产物的合成
• 6.4.2 典型产物的结构表征
• 6.4.3 产物对pH 的敏感性的研究
• 6.4.4 缓冲溶液中金属离子对G1～G3 的影响
• 6.5 本章小结
• 第七章 论文结论
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢