【摘 要】
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氟离子影响着人们的健康问题,相关领域工作者对氟离子的检测高度重视。此外,有机溶剂是化学相关领域不可或缺的溶剂,但有毒和不易降解的有机溶剂会危及人的健康和污染环境。同时,水是很多有机反应的杂质,可能会为科研和化工生产带来不可估量的危害,因此检测有机溶剂和有机溶剂中水含量也极其重要。本论文主要合成水杨醛类的小分子作为比色荧光传感器来研究其对阴离子选择性识别,有机溶剂检测,有机溶剂中水含量的检测以及加密
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氟离子影响着人们的健康问题,相关领域工作者对氟离子的检测高度重视。此外,有机溶剂是化学相关领域不可或缺的溶剂,但有毒和不易降解的有机溶剂会危及人的健康和污染环境。同时,水是很多有机反应的杂质,可能会为科研和化工生产带来不可估量的危害,因此检测有机溶剂和有机溶剂中水含量也极其重要。本论文主要合成水杨醛类的小分子作为比色荧光传感器来研究其对阴离子选择性识别,有机溶剂检测,有机溶剂中水含量的检测以及加密和防伪的应用。主要工作概述如下:1.概述了荧光传感器在阴离子、有机溶剂及有机溶剂中水含量检测的研究意义;荧光传感器简介;氟离子化学传感器的研究现状;极性敏感化学传感器的应用和水杨醛化学传感器的研究现状,并在此基础上提出本论文的构想。2.设计合成两种基于水杨醛的传感器BDQ和BQ,使用核磁共振和质谱确定其结构,通过紫外吸收和荧光发射光谱探究它们对阴离子的选择性识别。加入F-离子,肉眼直接观察到传感器溶液颜色明显从无色变为黄色,吸收光谱在430nm处出现新的吸收峰。此外,传感器溶液本身不发光,在添加F-离子后,绿色荧光成功被点亮,并在500 nm处监测到荧光发射峰,而其它阴离子均未引起任何变化。结果表明BDQ和BQ对F-离子表现出比色和荧光的选择识别特性,相关检测限低至7.5×10-7 M,化学作用比为1:1。通过NMR、质谱以及理论计算得知传感器与F-离子的作用机理是激发态质子转移（ESPT）。最后,还将传感器应用于实际环境中检测F-离子并开发防伪图案。3.设计合成两种具有D-π-A结构的传感器TPA-SYQ和TPA-BQ,它们的化学结构通过核磁共振、质谱和单晶得以验证,通过紫外吸收和荧光光谱研究它们的光物理特性。结果表明这两个传感器的荧光发射都对溶剂极性极其敏感,即溶剂致变色效应。随着溶剂极性的增加,发射光谱逐渐红移,还显示出从亮蓝色到弱黄色的荧光发射,它们在二元溶剂体系中的荧光行为与单个溶剂的类似。理论计算证实这两个传感器存在分子内电荷转移,且激发态分子在不同极性溶剂中发生偶极-偶极相互作用的稳定情况不同导致传感器在不同极性溶剂中的荧光发射也不同。这两个传感器还用于检测挥发性有机化合物（VOCs）、有机溶剂中水分含量、及设计加密和防伪图案。此外,TPA-SYQ对F-离子表现出从弱橙色到亮绿色的荧光发射响应,相关检测限低至5.1×10-7 M,化学作用比为1:2。核磁共振和理论计算结果表明传感器识别F-离子的传感机制为去质子化,同时TPA-SYQ还实现真实样品中的F-离子检测。
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