【摘 要】
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超分子化学自诞生以来,由于具有广泛的实际应用而受到越来越多的关注。阴阳离子的识别作为超分子化学领域的重要分支,也同样受到了许多科研工作者的广泛关注。虽然阴阳离子在化工、制药、生物、环境等方面扮演着重要的角色,但是由于人类的过度开发也对环境造成了严重的危害。其中重金属离子和氰根离子对人们的健康问题也造成了严重的危害。因此,迫切需要开发高选择性高灵敏的荧光传感器来检测重金属离子和氰根离子。鉴于此,本论
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超分子化学自诞生以来,由于具有广泛的实际应用而受到越来越多的关注。阴阳离子的识别作为超分子化学领域的重要分支,也同样受到了许多科研工作者的广泛关注。虽然阴阳离子在化工、制药、生物、环境等方面扮演着重要的角色,但是由于人类的过度开发也对环境造成了严重的危害。其中重金属离子和氰根离子对人们的健康问题也造成了严重的危害。因此,迫切需要开发高选择性高灵敏的荧光传感器来检测重金属离子和氰根离子。鉴于此,本论文通过查阅大量文献,综述了检测金属离子和阴离子的荧光探针。在此基础上,设计合成了三种含咪唑、吡啶的多功能荧光探针,并探究了其对重金属离子和氰根离子的识别性能。论文主要分为以下四个部分:第一章:绪论介绍了超分子化学的概念,离子识别的机制及意义,并详细综述了含咪唑和吡啶类探针识别金属离子和阴离子的相关研究进展。第二章:基于2-（2-氨基苯基）苯并咪唑-5-甲基水杨醛衍生物传感器D1的合成及性能研究在本章中,以2-（2-氨基苯基）苯并咪唑和5-甲基水杨醛为原料,合成了一种结构简单的传感器分子D1。通过紫外与荧光实验,探究了传感器D1对阳离子的识别性质。结果表明,D1不仅对Cu2+具有较好的选择性,荧光响应时间短,在可见光下溶液颜色明显由无色变化为浅黄色,实现了裸眼识别,而且在比色、荧光响应过程中对其它常见阳离子都具有较强的抗干扰能力。通过荧光滴定实验,其检测限低至7.83×10-8 M。最后我们制备了基于D1的试纸条,并成功的用于特定水环境中对铜离子的裸眼检测。第三章:基于3-羟基-2-吡啶甲醛-萘甲酰肼衍生物传感器D2的合成及性能研究在本章中,我们合成了一种基于3-羟基-2-吡啶甲醛的AIE化学传感器D2,可比色荧光双通道检测DMSO/H2O（2:8,v/v）溶液中的氰根离子。该识别过程可裸眼观察到明显的颜色变化,同时紫外可见光谱和荧光光谱也发生了显著变化。而其它阴离子如F-,Cl-,Br-,I-,HSO4-,Ac O-,Cl O4-,SCN-和H2PO4-的颜色和荧光光谱均无明显变化,表明该传感器可专一性识别CN-。同时,通过荧光滴定实验计算出CN-最低检测限为9.93×10-9M。此外,传感器D2还成功应用于发芽马铃薯和自来水样中氰化物的检测。第四章:基于罗丹明B-喹啉-2-甲醛衍生物传感器D3的合成及性能研究在本章中,我们合成了一种喹啉功能化的罗丹明酰肼类荧光化学传感器D3。该传感器可以在DMSO/H2O（1:9,v/v,PH=7.24.）溶液中比色、荧光“打开”响应选择性识别Hg2+。而且其它阳离子,如Al3+、Mg2+、Cr3+、Zn2+、Pb2+、Cd2+、Ni2+、Co2+、Ca2+、Ag+、Cu2+和Fe3+均不会对Hg2+的识别造成干扰。加入Hg2+后,DMSO/H2O溶液迅速产生强烈的橘黄色荧光,而且肉眼可见溶液颜色从无色变为玫瑰红色。滴定实验研究了传感器分子D3对Hg2+的荧光最低检测限为5.76×10-8 M。高分辨质谱和红外光谱研究表明D3识别Hg2+的过程中,Hg2+与传感器D3的络合导致罗丹明内环开环。此外,还制备了基于传感器D3的检测试纸,可以快捷有效的检测水环境中的汞离子。
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