新型甘脲類分子鉗的合成及對(duì)金屬離子的識(shí)別和傳感性質(zhì)研究.pdf

1、由于金屬離子與生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著密不可分的聯(lián)系，有關(guān)金屬離子識(shí)別的研究受到人們的廣泛關(guān)注并成為當(dāng)前超分子化學(xué)研究領(lǐng)域的重要課題，金屬離子識(shí)別研究的關(guān)鍵是受體分子的設(shè)計(jì)與合成。 在近年來開拓的眾多種類的人工受體模型中，鉗型人工受體已引起人們的廣泛關(guān)注。這類受體不僅結(jié)構(gòu)上具有相當(dāng)于天然受體的空腔，且可根據(jù)需要設(shè)計(jì)成不同大小、不同種類的官能化的受體。通過在穴內(nèi)的進(jìn)一步化學(xué)修飾，即可提供一個(gè)與底物恰當(dāng)互補(bǔ)的微環(huán)境。

2、 甘脲作為一個(gè)重要的基本建筑模塊在超分子化學(xué)中被廣泛地應(yīng)用，尤其被用于合成各式各樣的鉗型受體分子。目前，一些基于甘脲的分子鉗能夠通過氫鍵、π-π堆積作用等對(duì)芳香客體分子尤其是間苯二酚及其衍生物等中性分子進(jìn)行識(shí)別。但是，對(duì)這類主體分子的合成與性質(zhì)研究還是比較有限，比如它們的結(jié)構(gòu)組成相對(duì)單一，對(duì)金屬離子等識(shí)別研究的文獻(xiàn)報(bào)道極少等。特別是其識(shí)別性質(zhì)的研究主要是通過1H NMR滴定的手段，目前還很少引入熒光探測(cè)這一簡(jiǎn)便易行，靈敏度高的方法。本

3、論文致力于設(shè)計(jì)和合成新型的、具有熒光性質(zhì)的甘脲類鉗型分子化合物，以及研究其對(duì)不同金屬離子的識(shí)別和傳感性質(zhì)，并已取得了一些具有較高學(xué)術(shù)意義和創(chuàng)新性的結(jié)果。主要內(nèi)容如下： 1.合成了五個(gè)新型的基于二苯基甘脲和二乙基酯基甘脲的含有兩個(gè)酰肼化合物邊墻的分子鉗，利用經(jīng)典的手段如1H NMR和13C NMR以及單晶X—ray衍射等對(duì)它們進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，分析鑒定。通過熒光光譜滴定考察了其中兩個(gè)二乙基酯基甘脲分子鉗異構(gòu)體對(duì)13種不同金屬離子的識(shí)

4、別作用，研究表明在DMF/MeOH(50：1 v/v)中，它們能夠很好地選擇性地識(shí)別Fe3+離子，與Fe3+離子形成1：1的復(fù)合物并且呈現(xiàn)熒光淬滅效應(yīng)，可作為Fe3+的熒光化學(xué)傳感器。而且發(fā)現(xiàn)由于兩個(gè)異構(gòu)體分子鉗在結(jié)構(gòu)和構(gòu)型上的差別，它們與Fe3+結(jié)合常數(shù)也不同。 2.合成了五個(gè)含單個(gè)1，2-二氫-引唑-3-酮和不同取代的苯環(huán)(H，OMe，Me，Br)為墻面的基于二乙基酯基甘脲和二苯基甘脲的不對(duì)稱分子鉗。對(duì)所得四個(gè)二乙基酯基甘脲

5、分子鉗的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，并通過熒光光譜滴定考察了它們?cè)贒MF/MeOH(50：1 v/v)中對(duì)不同金屬離子的識(shí)別作用，表明這些不對(duì)稱分子鉗同樣選擇性地識(shí)別和傳感Fe3+離子。 3.合成了系列芳胺和芐胺為邊墻的二乙基酯基甘脲分子鉗。對(duì)其中四個(gè)邊墻上附有苯乙炔和萘乙炔的分子鉗對(duì)不同金屬離子的識(shí)別作用進(jìn)行了考察，熒光光譜研究表明在DMF/MeOH(50：1 v/v)中它們同樣能夠作為熒光化學(xué)傳感器選擇性地識(shí)別Fe3+并且伴隨著熒光

6、淬滅，與Fe3+離子形成1：1的復(fù)合物。 4.設(shè)計(jì)合成了三個(gè)新型的基于二乙基酯基甘脲以2，5-二芳基取代呋喃為邊墻的具有類似于冠醚結(jié)構(gòu)的熒光分子鉗。通過熒光光譜滴定測(cè)定了該類分子鉗對(duì)不同金屬離子的識(shí)別作用，表明它們對(duì)堿金屬，堿土金屬不能產(chǎn)生有效的識(shí)別，依然是很好的選擇性的Fe3+熒光化學(xué)傳感器，與Fe3+離子形成1：1的復(fù)合物并且呈現(xiàn)熒光淬滅效應(yīng)。研究表明甘脲骨架上的兩個(gè)脲羰基除了己知的可以作為氫鍵受體外，還有可能是潛在的能夠有