论文部分内容阅读
超分子化学经过几十年的发展,已经逐渐从理论走向应用。功能化超分子化合物因具有特定功能和潜在应用而备受关注和重视。本文在总结文献工作的基础上和结合本课题组最新研究进展,设计合成了多个基于苯并咪唑和柱[5]芳烃超分子传感器分子,并对其离子识别性能进行研究,本论文分为四个章节进行讨论。第一章综述了超分子传感器分子的起源、发展,并着重介绍苯并咪唑衍生物和新一代大环主体分子柱芳烃的在识别及其他领域的研究成果和背景。第二章通过合理的设计,将苯并咪唑基团作为识别位点与荧光信号报告基团相结合,成功设计合成了上引入荧光信号报告基团萘二甲酸酐合成一个超分子传感器分子(L2),并研究了其阴离子识别能力。结果表明,咪唑基团和萘二甲酰亚胺的萘环通过π-π堆积作用形成超分子自组装结构。L2能够在缓冲溶液中高选择性高灵敏度的荧光识别氰根,L2对CN-的检测限为8.82?10-7 M,有很高的灵敏度。实验数据证明该识别机理是脱质子分子内电荷转移。第三章合成了一种季铵盐功能化的水溶性[5]芳烃(P5)和基于萘二甲酰亚胺的客体分子(N2),P5和N2通过π-π作用和氢键作用可以形成计量比为1:2的水溶性超分子配合物P5N2,可在纯水相中选择性识别Al3+,其它金属离子如(Hg2+,Ag+,Cd2+,Cr3+,Mg2+,Ca2+,Cu2+,Fe3+,Co2+,Ni2+,Pb2+,Zn2+,Ba2+,Tb3+,La3+)对Al3+的识别无干扰,其对Al3+的最低检测限可达到9.93?10-8M。另外,又研究了新形成超分子配合物P5N2Al对阴离子识别能力。结果表明P5N2Al能够专一性的识别CN-,而其他阴离子如(Cl-,Br-,I-,H2PO4-,F-Ac O-,HSO4-,Cl O4-,SCN-),对其CN-识别无干扰,其对CN-的最低检测限可达到2.29?10-7 M,为设计合成在含水体系中识别离子的超分子化合物提供了新的思路。第四章合成了一种基于柱[5]芳烃苯并咪唑衍生物的超分子传感器分子(P5BM),研究了其阳离子识别性质。通过研究发现,该主体分子可以在含水体系中“裸眼”比色和荧光识别Fe3+,其紫外吸收光谱和荧光光谱最低检测限分别为1.821×10-8 M和6.115×10-8 M,计算结果表明Fe3+与P5BM形成配合比为9.814×106 M-1。