喹啉臂式氮雜光敏冠醚的合成及其對金屬離子的傳感性能的研究.pdf

1、合理設(shè)計(jì)和合成傳感性能好、專一性識別能力強(qiáng)、靈敏度高的化學(xué)傳感器分子是近年來倍受關(guān)注的研究課題。在熒光傳感器的設(shè)計(jì)研究中，根據(jù)欲檢測物種的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性質(zhì)選擇恰當(dāng)?shù)慕邮荏w、發(fā)光體以及連接方式是得到性能優(yōu)良熒光傳感器的關(guān)鍵。冠醚是超分子化學(xué)中的第一代主體化合物，作為傳感器的接受體部分，其空腔結(jié)構(gòu)通常與金屬陽離子能較好地匹配；連接臂的柔性、長度和結(jié)構(gòu)對傳感器的性能也有顯著影響，而發(fā)光體的發(fā)光特性直接影響著傳感器的靈敏度；在某些結(jié)構(gòu)中，若處于極

2、性溶劑，其發(fā)光體單元經(jīng)常處于冠環(huán)的空腔之外，但在與金屬離子的鍵合上，連接臂及發(fā)光體有時也參與作用，這種協(xié)同鍵合作用往往能夠提高傳感器分子的選擇性識別能力。
　　 8-羥基喹啉由于其優(yōu)良的熒光性能非常適宜作為傳感器的發(fā)光體，利用8-羥基喹啉及其衍生物與金屬離子普遍可鍵合的特性以及冠環(huán)對金屬離子的良好選擇性，將其用適當(dāng)?shù)倪B接體鍵合在一起，對此設(shè)計(jì)的傳感器分子進(jìn)行選擇性識別性能、傳感性能、鍵合機(jī)制及穩(wěn)定性的研究，有望獲得性能優(yōu)良的金屬

3、離子傳感器以及發(fā)現(xiàn)新的光化學(xué)光物理傳感機(jī)制。
　　 本文首先采用Hofmann烷基化反應(yīng)成環(huán)合成1，10-二氧-4，7，13，16-四氮雜18-冠-6母體，進(jìn)一步利用Schotten-Baumann酰基化反應(yīng)將8-羥基喹啉及其衍生物由中間連接體鍵連到母體氮原子上，合成了三種光敏化合物，即：4，7，13，16-四(5-氯-8-喹啉氧乙?；?-1，10-二氧-4，7，13，16-四氮雜18-冠-6、4，7，13，16-四(8-喹啉氧

4、乙酰基)-1，10-二氧-4，7，13，16-四氮雜18-冠-6和側(cè)臂片段分子5-氯-8-(N，N-二乙醇乙酰胺基)氧基喹啉，通過元素分析、核磁共振氫譜對三種化合物的組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。采用熒光光譜及紫外可見光譜法研究了無水甲醇溶劑中三種傳感器分子對16種金屬離子(Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Sr2+、Pb2+、Mn2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+和Tb3+)的選擇性傳感作用及識

5、別機(jī)理：
　　 1、首先將側(cè)臂片段分子5-氯-8-(N，N-二乙醇乙酰胺基)氧基喹啉對16種金屬離子的選擇傳感性進(jìn)行了檢測，對其光譜及選擇性傳感機(jī)制進(jìn)行了考察；結(jié)果表明，該化合物對Zn2+離子有專一的選擇性，并形成了計(jì)量比為1:1的配合物。
　　 2、將側(cè)臂片段分子連接到四氮雜18-冠-6的環(huán)氮位上，制備了4，7，13，16-四(5-氯-8-喹啉氧乙?；?-1，10-二氧-4，7，13，16-四氮雜18-冠-6化合物，采

6、用同樣方法對其選擇性識別和傳感機(jī)制進(jìn)行了研究；結(jié)果表明，該光敏冠醚對Ca2+、Cd2+和稀土離子Tb3+有特殊的選擇傳感性，Ca2+和Cd2+對其熒光有增強(qiáng)作用，而Tb3+離子能夠猝滅其熒光。
　　 3、將喹啉信號基團(tuán)上的氯原子去掉，合成了4，7，13，16-四(8-喹啉氧乙?；?-1，10-二氧-4，7，13，16-四氮雜18-冠-6，考察了該冠醚對16種金屬離子的識別及傳感機(jī)制發(fā)現(xiàn)，Zn2+和Ca2+離子對其熒光強(qiáng)度有顯著的