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重金属污染对生态环境及人体健康都具有重要的影响,因此对金属离子的选择性识别和检测的基础性研究具有重要的意义。有机荧光探针分子灵敏度高、选择性好、操作简单且易于合成,是金属离子检测领域的研究热点。因此,设计新的有机配体,合成新的金属配合物,了解有机分子与金属离子之间的相互作用,将为高性能离子识别材料的设计提供必要的理论支持。本论文设计合成了多种喹唑啉、香豆素类有机配体,研究了它们与Cu2+、Ni2+、Co2+等金属离子之间的相互作用机制,并探讨了其对革兰氏阳性/阴性菌的抑菌活性。1、以邻氨基苯乙酮肟为中间体1分别与2-吡啶甲醛、3-乙氧基水杨醛、4-甲氧基水杨醛反应制备三种喹唑啉型配体HL1-HL3,HL1:2-(2-吡啶基)-4-甲基-1,2-喹唑啉-N3-氧化物;HL2:2-(3-乙氧基-4-酚羟基)-4-甲基-1,2-喹唑啉-N3-氧化物;HL3:2-(4-甲氧基-2-酚羟基)-4-甲基-1,2-喹唑啉-N3-氧化物。利用元素分析、1H NMR、IR等手段进行表征,确定了喹唑啉类有机配体的结构。2、考察了HL1在甲醇溶液中对Mg2+、Zn2+、Cd2+、Cu2+、Ni2+、Co2+、Ba2+、Mn2+、Hg2+、Pb2+等金属离子的裸眼识别,并且得到了与Cu(NO3)2?3H2O反应后析出的Cu(II)配合物1。通过元素分析、IR、X-射线单晶衍射等手段表征了配合物1的结构,分析了其紫外吸收、抑菌活性并与HL1做了相应对比,还研究了1的电化学性质。此外,对配合物1进行了理论研究,由密度泛函理论(DFT)优化了其结构,计算了最高已占分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)的能量及带隙值;由绝热的时间相关密度泛函理论(TD-DFT)模拟紫外数据,进一步阐明了电子跃迁对紫外可见吸收光谱的影响;由Hirshfeld表面分析量化了配合物1的分子间相互作用。3、考察了HL2在甲醇溶液中对Zn2+、Cd2+、Cu2+、Mg2+、Ni2+、Ba2+、Mn2+、Hg2+、Co2+等金属离子的裸眼识别,并且得到了与Cu(OAc)2?H2O、Ni(OAc)2?4H2O和Cu(NO3)2?3H2O反应后析出的Cu(II)配合物2、Ni(II)配合物3和Cu(II)配合物4。通过元素分析、IR、X-射线单晶衍射等表征手段确定了它们的结构,还分析了配合物2–4的紫外吸收、抑菌活性以及配合物3的荧光光谱并分别与HL2做了相应对比,还研究了配合物2–4的电化学性质以及双核配合物4的电子顺磁共振光谱(EPR)。此外,利用DFT计算、TD-DFT计算和Hirshfeld表面分析对配合物2–4进行了理论研究。4、考察了HL3在甲醇溶液中对Mg2+、Zn2+、Cu2+、Co2+、Cd2+、Ni2+、Ba2+、Mn2+等金属离子的裸眼识别,并且得到了与Co(NO3)2?6H2O反应后析出的Co(III)配合物5。通过元素分析、IR、X-射线单晶衍射等手段表征了其结构,分析了配合物5的紫外吸收、抑菌活性并与HL3做了相应对比,还研究了5的电化学性质。此外,利用DFT计算、TD-DFT计算和Hirshfeld表面分析对配合物5进行了理论研究。5、以香豆素-3-酰肼为中间体2分别与咪唑-2-甲醛、吡啶-4-甲醛合成香豆素类衍生物HL4和HL5,HL4:咪唑-2-甲醛缩香豆素-3-酰腙,HL5:吡啶-4-甲醛缩香豆素-3-酰腙。利用元素分析、1H NMR、IR等手段进行表征,确定了香豆素类衍生物的结构。考察了两种配体在甲醇溶液中对Zn2+、Mg2+、Cd2+、Cu2+、Ni2+、Co2+、Ba2+、Mn2+、Hg2+、Pb2+等金属离子的裸眼识别性能,还对其抑菌活性进行了测试。