含二茂鐵基吖嗪、硫醚類和砜類化合物對(duì)Cu2+、Hg2+離子識(shí)別性能研究.pdf

1、本論文主要設(shè)計(jì)并合成了兩個(gè)系列的含二茂鐵基的化學(xué)傳感器，并對(duì)其金屬離子的選擇性識(shí)別能力進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。在本文第一部分，我們合成了含不同取代基的以吖嗪?jiǎn)卧獮樽R(shí)別基團(tuán)的二茂鐵有機(jī)配體，這些配體對(duì)Cu2+和Hg2+離子表現(xiàn)出了優(yōu)良的選擇性識(shí)別能力。此外，利用合成的含不同取代基的配體系統(tǒng)研的究了取代基的電子效應(yīng)和位阻效應(yīng)對(duì)選擇性識(shí)別能力的影響。在本文第二部分，我們合成了一類以硫醚為識(shí)別基團(tuán)的新型二茂鐵有機(jī)配體，這類配體對(duì)Hg2+離子表現(xiàn)出了選

2、擇性識(shí)別能力。我們通過(guò)簡(jiǎn)單的反應(yīng)把這類配體中硫醚(-S-)氧化成砜(O=S=O)而得到了新的配體，這個(gè)以砜為識(shí)別基團(tuán)的配體可以選擇性的識(shí)別Cu2+離子。主要內(nèi)容如下:
　　本論文首先利用簡(jiǎn)單有效的方法合成了七種以吖嗪基團(tuán)(-C=N-N=C-)為識(shí)別位基團(tuán)的二茂鐵單取代和雙取代衍生物，并通過(guò)核磁共振譜圖及高分辨質(zhì)譜對(duì)這些化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。離子篩選實(shí)驗(yàn)表明這些化合物對(duì)Cu2+和Hg2+離子有很好選擇性識(shí)別能力。其中，含熒光發(fā)色基

3、團(tuán)的配體3f和5a對(duì)Cu2+和Hg2+離子的識(shí)別可以通過(guò)三通道的方法來(lái)測(cè)試。并且隨著Cu2+和Hg2+離子的加入可以觀察到溶液的顏色由淡黃色變?yōu)闊o(wú)色。滴定實(shí)驗(yàn)結(jié)合Benesi-Hilderbrand(BH)equation公式計(jì)算得到3f對(duì)Cu2+和Hg2+的檢測(cè)限分別為6.7×10-7 M和7.1×10-7M，5a對(duì)Cu2+和Hg2+的檢測(cè)限分別為1.3×10-7M和2.4×10-7 M。通過(guò)對(duì)比二者的檢測(cè)限，可以發(fā)現(xiàn)含兩個(gè)識(shí)別基團(tuán)(

4、-C=N-N=C-)的二茂鐵雙取代衍生物5a對(duì)Cu2+和Hg2+離子的識(shí)別性能在檢測(cè)限上比單取代衍生物3f更優(yōu)越。最后，我們利用含不同取代基的配體的紫外可見(jiàn)光譜滴定實(shí)驗(yàn)并結(jié)合BH公式系統(tǒng)的研究了配體取代基的電子效應(yīng)和位阻效應(yīng)對(duì)離子識(shí)別絡(luò)合常數(shù)和檢測(cè)限的影響。
　　本論文第二部分利用苯硫酚與腙的插入反應(yīng)合成了三種以硫醚(-S-)為識(shí)別基團(tuán)的二茂鐵衍生物，并通過(guò)核磁共振譜圖、高分辨質(zhì)譜以及單晶衍射的方法對(duì)這些化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。這

5、三種配體可以通過(guò)紫外光譜和CV、DPV手段選擇性的識(shí)別Hg2+離子。滴定實(shí)驗(yàn)結(jié)合BH公式計(jì)算得到4a、4b和4c對(duì)Hg2+離子的檢測(cè)限分別為6.93×10-7M、4.79×10-7 M和9.56×10-7 M。但是，當(dāng)我們把二茂鐵硫醚（含-S-結(jié)構(gòu)）氧化成二茂鐵砜（含O=S=O結(jié)構(gòu)）以后，發(fā)現(xiàn)二茂鐵砜5a表現(xiàn)出了與之不同的識(shí)別能力，可以選擇性的識(shí)別Cu2+離子。并且通過(guò)肉眼可以發(fā)現(xiàn)在配體對(duì)Cu2+離子的識(shí)別過(guò)程中溶液的顏色由無(wú)色變?yōu)榱司G