学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

具光学响应的中性受体的合成及对阴离子化学传感性质研究

作　者: 曾振亚
导　师: 何永炳
学　校: 武汉大学
专　业: 有机化学
关键词: 中性阴离子受体 阴离子识别 荧光 光化学传感 合成
分类号: O621
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
下　载: 274次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


由于阴离子在化学和生命过程中的重要作用，设计和合成生物学、医学和环境中重要阴离子的受体分子是当前超分子化学中迅速发展的研究领域之一。酰胺、脲、硫脲等氢键给体基团由于具有强的氢键键合能力且受溶液的pH值影响较小，已被广泛地应用于阴离子受体的设计和合成中。将荧光基团键联于这类受体的超分子识别体系，既具有选择性地识别阴离子性能，又具有在识别过程中灵敏的荧光响应和传感特性，对开发作为以阴离子识别为基础的在环境阴离子污染物监控、有害阴离子的医疗诊断和微量分析等方面的灵敏的阴离子荧光化学传感器具有重要意义和广阔的应用前景。 本论文合成了一系列含有荧光团（蒽、萘）或生色团（对硝基苯）的含酰胺、脲、硫脲的非环状、环状、多分支受体分子，并通过荧光光谱滴定、UV-vis光谱滴定、1H NMR等方法研究了这些新型受体与一些重要阴离子（羧酸、卤素、磷酸、二羧酸等）之间的相互作用及光化学传感性能。主要内容如下： 1．对不同结构的阴离子受体及它们对阴离子的选择性识别和光化学传感的研究进展做了较详细的综述。 2．合成了带有蒽荧光团的非环状酰胺受体分子Ⅱ-1，通过荧光、UV-vis光谱等研究了受体在CHCl3中识别阴离子的性质。该受体分子能选择性识别平面型的醋酸阴离子和对硝基酚氧阴离子，并形成1：1络合物，而对卤素阴离子（Cl-、Br-、I-）无响应。醋酸和对硝基酚氧阴离子使得主体荧光猝灭，且主体使得对硝基酚氧阴离子溶液颜色从黄色变为无色。 3．合成了带有蒽荧光团的大环化合物Ⅲ-1、Ⅲ-2，研究了受体在CHCl3中与阴离子的相互作用。阴离子因PET机理使得主体Ⅲ-1、Ⅲ-2荧光发生猝灭，形成1：1络合物。受体111一l选择性识别阴离子的顺序为F一>Cl一>HZPO4一>C玩COO一>>Br一I一。m一2对F一具有更好的选择性。 4.合成了一系列含有毗咤环的脉或硫脉受体W一1、W一2、W一3，分别带有生色团 （对硝基苯）或荧光团（蔡），在DMSO或CHC13中研究了受体与阴离子的相互作用。受体W一1、W一2、W一3对CH3COO一具有一定选择性识别，和阴离子间形成1:l络合物。DMSO中，CH3COO一使得W一1的溶液颜色发生明显改变，从黄色变为红褐色，其他阴离子不能引起这样明显的颜色变化。与阴离子（CH3COO一、HZPO4一、Cl一）键合使得主体IV一2的荧光增强，W一3的荧光减弱。受体W一1对醋酸阴离子的选择性识别能力比W一2、W一3强。荧光和UV‘vis光谱滴定的结果表明，W一1·CH3COO一、IV一2·CH3eoo一、IV一2·HZPo4一的结合常数较大。 5.合成了一系列含有荧光团葱及酞胺和硫脉的多分支受体V一1、V一2、V一3、V一4，研究了受体在DMSO中对二梭酸阴离子（丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸）的选择性识别能力。受体与二梭酸阴离子之间以多重氢键发生相互作用，观测到荧光光谱的明显变化。受体V一1、V一4在识别阴离子的同时不仅观测到荧光的显著增强，还出现肉眼可见的颜色变化（从黄色变为红色）。受体V一1与二梭酸阴离子形成主客体1:2络合物，对己二酸阴离子具有更好的选择性识别能力，络合常数极大，logK=9.93，受体中强拉电子的硝基增强了对阴离子的结合能力。受体V一2与二梭酸阴离子作用时观测到荧光显著增强（约为原来的4.5倍），受体V一3与二梭酸阴离子作用时观测到荧光碎灭现象。受体V一2、V一3与二梭酸阴离子形成1:1主客体络合物，选择性地识别碳链较长的二梭酸阴离子，对己二酸具有较强的选择性识别能力。

全文目录


郑重声明  4-5
中文摘要  5-7
英文摘要  7-13
第一章 阴离子识别和化学传感  13-53
  1.1 引言  13
  1.2 阴离子识别  13-15
    1.2.1 阴离子识别的意义  13
    1.2.2 分子识别  13-14
    1.2.3 阴离子的特征及其对人工受体设计的影响  14-15
  1.3 阴离子受体  15-26
    1.3.1 以静电相互作用识别阴离子的受体  15-16
    1.3.2 以氢键作用识别阴离子的受体  16-21
      1.3.2.1 酰胺  16-17
      1.3.2.2 磺胺和硫代酰胺  17
      1.3.2.3 脲和硫脲  17-19
      1.3.2.4 吡咯  19-21
    1.3.3 以氢键和静电作用识别阴离子的受体  21-24
      1.3.3.1 多胺  21-22
      1.3.3.2 胍盐和硫脲盐  22-24
      1.3.3.3 咪唑  24
    1.3.4 以疏水作用识别阴离子的受体  24-25
    1.3.5 含金属或路易斯酸的受体  25-26
  1.4 阴离子化学传感器  26-27
    1.4.1 化学传感器的基本概念  26
    1.4.2 阴离子化学传感器设计原理  26-27
      1.4.2.1 键合位-信号单元途径  27
      1.4.2.2 竞争取代途径  27
  1.5 阴离子荧光化学传感器  27-37
    1.5.1 化学传感的荧光原理  28-30
      1.5.1.1 光诱导电子转移(PET)  28-29
      1.5.1.2 电子能量转移(EET)  29
      1.5.1.3 单体-激基缔合物形成  29-30
      1.5.1.4 刚性效应  30
    1.5.2 按照键合位-信号单元途径(共价键联)的传感器  30-37
      1.5.2.1 含多胺的荧光受体  30-31
      1.5.2.2 含酰胺基荧光受体  31-32
      1.5.2.3 含脲、硫脲基的荧光受体  32-34
      1.5.2.4 含胍盐和硫脲盐的荧光受体  34-35
      1.5.2.5 含五员杂环的荧光受体  35-36
      1.5.2.6 含金属或路易斯酸的荧光受体  36-37
    1.5.3 以竞争键合机制识别阴离子的“化学传感体系”  37
  1.6 生色阴离子传感器  37-42
    1.6.1 传感的生色原理  37-38
      1.6.1.1 染料作为信号单元  37-38
      1.6.1.2 金属络合物作为信号单元  38
      1.6.1.3 聚集-解聚过程  38
    1.6.2 按照键合位-信号单元途径(共价键联)的传感器  38-41
      1.6.2.1 带有硝基苯的受体  38-39
      1.6.2.2 带有蒽醌的受体  39-40
      1.6.2.3 带有偶氮染料的受体  40
      1.6.2.4 带有金属络合物的受体  40-41
      1.6.2.5 含路易斯酸中心的受体  41
      1.6.2.6 含二吡咯-1，4-二氮杂萘的受体  41
    1.6.3 竞争取代的“化学传感体系”  41-42
  1.7 电化学阴离子传感器  42-43
  1.8 本论文选题思想  43-44
  参考文献  44-53
第二章 含双蒽基团的酰胺型非环状受体分子的合成及阴离子识别性质研究  53-67
  2.1 引言  53
  2.2 实验部分  53-56
    2.2.1 仪器和试剂  53-54
    2.2.2 合成路线  54
    2.2.3 合成  54-56
    2.2.4 光谱测定  56
  2.3 结果与讨论  56-63
    2.3.1 关于合成的讨论  56-57
    2.3.2 图谱解析  57-58
    2.3.3 主客体作用前后吸收光谱和荧光光谱的变化  58-60
    2.3.4 主客体作用前后~1H NMR的变化  60
    2.3.5 主客体络合比和稳定常数(K_S)的计算  60-63
    2.3.6 主客体之间相互作用机制的初步探讨  63
  2.4 本章小结  63-64
  参考文献  64-67
第三章 含蒽酰胺型大环受体的合成及阴离子识别性质研究  67-81
  3.1 引言  67-68
  3.2 实验部分  68-71
    3.2.1 仪器和试剂  68
    3.2.2 合成路线  68-69
    3.2.3 合成  69-71
    3.2.4 阴离子识别实验  71
  3.3 结果与讨论  71-77
    3.3.1 关于合成的讨论  71
    3.3.2 图谱解析  71-72
    3.3.3 主客体作用前后荧光光谱的变化  72-75
    3.3.4 主客体相互作用UV-vis光谱的变化  75-76
    3.3.5 主客体相互作用~1H NMR的变化  76
    3.3.6 利用非线性曲线拟合确定络合比和计算结合常数  76-77
  3.4 本章小结  77
  参考文献  77-81
第四章 含吡啶酰胺的脲及硫脲受体的合成及阴离子识别研究  81-95
  4.1 引言  81
  4.2 实验部分  81-83
    4.2.1 仪器和试剂  81-82
    4.2.2 合成路线  82
    4.2.3 合成  82-83
    4.2.4 阴离子识别实验  83
  4.3 结果与讨论  83-92
    4.3.1 关于合成的讨论  83
    4.3.2 图谱解析  83-86
    4.3.3 阴离子识别的UV-vis光谱研究  86-88
    4.3.4 阴离子识别的荧光光谱研究  88-90
    4.3.5 阴离子识别的~1H NMR谱研究  90-91
    4.3.6 利用非线性曲线拟合确定络合比并计算结合常数  91-92
  4.4 本章小结  92
  参考文献  92-95
第五章 多分支阴离子荧光受体的合成及其性质研究  95-118
  5.1 引言  95
  5.2 实验部分  95-99
    5.2.1 仪器与试剂  95-96
    5.2.2 合成路线  96
    5.2.3 合成  96-99
    5.2.4 阴离子识别实验  99
  5.3 结果与讨论  99-114
    5.3.1 关于合成的讨论  99-100
    5.3.2 图谱解析  100-103
    5.3.3 受体V-1的阴离子识别实验  103-108
    5.3.4 受体V-2、V-3与阴离子的识别  108-113
    5.3.5 受体V-4的阴离子识别实验  113-114
  5.4 本章小结  114-115
  参考文献  115-118
总结  118-119
附录 作者攻读博士学位期间发表和交流的论文  119-121
致谢  121

相似论文

  1. 双季戊四醇及其衍生物的合成与工艺研究,TQ223.164
  2. 含苯并噁唑新型半芳香聚酰胺的合成与表征,O633.5
  3. LXI任意波形发生器研制,TM935
  4. IGCC系统高温合成气中碱金属凝结特性的试验研究,TM611.3
  5. 极化SAR图像超分辨算法的研究,TN957.52
  6. 海杂波背景下的舰船目标雷达成像算法研究,TN958
  7. 海杂波建模及其对ISAR成像的影响,TN957.54
  8. 空间目标ISAR成像仿真及基于ISAR像的目标识别,TN957.52
  9. 空中目标与背景的红外图像仿真技术研究,TP391.41
  10. 基于纹理特征的视频编码技术研究,TP391.41
  11. 二甲醚羰基化制醋酸乙烯中间体二醋酸亚乙酯研究,TQ225.12
  12. 拟南芥胱硫醚-γ-合成酶（D-AtCGS）基因在大肠杆菌中的表达及抗血清制备,Q943.2
  13. 红肉脐橙和‘国庆四号’温州蜜柑中CHS和CHI基因的克隆与表达及其对类黄酮积累的调控机制,S666.4
  14. 两个不同叶色棉花品种光合功能对高温胁迫的响应差异及机理,Q945.11
  15. 青霉素类抗生素荧光分析方法的研究,R155.5
  16. 在大肠杆菌内引入MVA途径高效合成抗疟药青蒿素前体—紫穗槐-4，11-二烯,TQ463
  17. 草菇采后生理生化及保鲜方法的研究,S646.13
  18. 天然黄酮苷灯盏花甲素的合成研究,R284.1
  19. 天然迈克尔反应受体分子的快速发现及活性研究,R284
  20. 微纤维相关蛋白4在肝纤维化组织中的表达和外周血浓度与肝病理分级的相关性研究,R575.2
  21. 天然冰片、合成冰片及薄荷脑对P-糖蛋白的影响及其机制研究,R285

中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 有机化学 > 有机化学一般性问题
© 2012 www.xueweilunwen.com