离子传感器主要包括信号报告基团和识别结合基团，利用荧光为输出信号的传感器称为荧光化学传感器。依据荧光化学传感器设计原理连接生色团构造的超分子荧光化学传感器用于识别金属离子的研究受到越来越广泛的关注。本文基于离子传感器的原理，选用金属卟啉化合物和稀土配合物作为生色团，设计合成了两类荧光化学传感器，研究了它们对重金属离子的选择性。 论文分为四部分：第一部分为前言；第二部分工作是合成系列新型卟啉类金属配合物，并对其重金属离子选择性进行研究。卟啉分子具有刚性结构，卟啉环上取代基的位置和方向可加以控制，是理想的分子识别受体。我们研究的焦点为卟啉环上meso位取代基的变化，所涉及的金属卟啉化合物配位中心金属为锌。论文涉及的meso位取代基分为两类，第一类取代基为N，N-二(2-吡啶基)胺(dpa)；第二类取代基为三嗪衍生物，包括论文中第二、三、四、五章；第三部分工作是合成系列稀土类金属配合物，研究其对重金属离子选择性。本文涉及的稀土配合物第一配体全部选用2-噻吩甲酰基代三氟丙酮(tta)，第二配体选用可与金属配位的含氮或含硫配体，包括第六、七章；第四部分为第八章本论文的小结与展望。 第一章简单介绍了重金属离子传感器的研究背景，以及以金属卟啉配合物和稀土配合物作生色团的传感器研究现状，并提出该论文选题依据和研究思路。@第二章利用Ullmann耦联反应合成了5-(4-(N，N-二(2-吡啶基))胺基苯基)-10，15，20-三(4-甲氧基苯基)锌卟啉(3)，研究了3与各种金属离子之间的选择性作用。结果表明，3对重金属离子Cu2+有很强的选择性，Cu2+的加入使3的荧光猝灭，这种识别在紫外灯下也可以表现出来，用紫外灯照射空白及加入各种金属离子后3的氯仿溶液，可观测到只有加入金属铜离子的溶液不再发光。进一步的滴定研究表明，3和Cu2+结合化学计量比为1：1，其检出限低至1.5×10-6 M(3s blank)。荧光猝灭后，加入EDTA的二钠盐溶液可使荧光恢复，实现荧光传感器的可逆性。3作为铜离子的荧光化学传感器具有很强的选择性和抗干扰性，为“on-off”型铜离子荧光化学传感器。第三章为了进一步研究dpa取代金属卟啉的选择性，设计合成了5，10，15，20-四(-4-(N，N-二(2-吡啶基))胺基)苯基锌卟啉(6)，并对其晶体结构进行了表征。识别结合基团dpa数目的增加使识别可以更明显的在紫外可见吸收光谱和荧光光谱中体现出来。结果表明，6同样对Cu2+有很强的选择性，荧光光谱测试表明Cu2+的加入使6的荧光发生猝灭；紫外可见吸收光谱测试表明Cu2+的加入使6的识别结合基团dpa的紫外吸收带发生明显的移动，锌卧啉的soret带强度降低。与3的情况类似，这种识别回样在紫外灯下可以表现。进一步的滴定研究表明，6和Cu2+荧光猝灭属于静态猝灭，通过iob和摩尔法得到其化学计量比为1：2，这是由于6与Cu2+结合形成的6/(cd2+)2为(4，4)网结构。这种猝灭也可以通过继续加入EDTA的二钠盐溶液使荧光恢复，实现传感器的可逆性。6作为铜离子的荧光化学传感器有很强的选择性和抗干扰性，其检出限可低至3.3×10-7M(3s blank)。 第四章以四氨基苯基卟啉为反应物，利用三聚氯氰与胺类的分步反应，合成了三嗪环的4，6位上分别是脂肪环，脂肪链和芳香杂环修饰的系列四取代卟啉化合物(10-14)，为卟啉类化合物的合成提供了一种新的思路，简化了meso修饰卟啉类化合物合成；这一系列配合物的电子吸收光谱与修饰前相比略有变化，脂肪类的取代基由于刚性差，它的修饰导致卟啉环的平面性变差，π-π*的能级差变低使吸收带发生红移。 第五章以单羟基卟啉为反应物，利用三聚氯氰的分级反应，合成了系列三嗪环上4，6位上分别是脂肪环，脂肪链(4，12)和芳香杂环的单取代卟啉化合物(22-26)。本章为单取代卟啉类化合物的合成提供了新的思路，由于可以方便的引入长链基团，为固载分子器件前体的合成提供了新的方法。 第六章合成了以2-氨基-4，6-二吡啶基-1，3，5-三嗪(adptz)为第二配体的稀土配合物Eu(tta)3(adptz)(28)以及以2，4，6-三吡唑基-1，3，5-三嗪(tdmpt)作为第二配体的稀土配合物Eu(tta)3(C2H5OHdmpf)(27)作为对比结构，对这两种配合物的晶体结构进行了表征。研究了28的阴离子选择性和金属离子的选择性，结果表明28是一种具有双功能的荧光化学传感器。28对HSO4-有选择性，体系的荧光增强；与阴离子F-,OAc-,H2PO4-作用，表现为荧光猝灭；与Cl-,Br-，I-，NO3-作用对体系没有响应；加入重金属Hg2+可以使体系荧光增强，而其他金属离子使荧光猝灭或者没有响应，28对Hg2+也表现出较强选择性。 第七章以2-巯基-4，6-二吡啶基-1，3，5-三嗪(sdptz)为第二配体合成了含巯基的稀土配合物Eu(tta)3(sdptz)(29),作为软金属Hg2+更亲硫原子，巯基的引入对提高选择性更有利，作为对比，以2-(2，2’-二吡啶胺基)-4，6-二吡唑基-1，3，5-三嗪(dpatz)为第二配体合成了含dpa基团的Eu(tta)3(dpatz)(30)。29同样具有双功能，可以用来识别阴离子HSO4-，也可以用来识别重金属Hg2+，这两种离子都可以使体系的荧光强度增强，其它离子则使体系的荧光猝灭或者没有响应。如果将识别结合基团的巯基改为dpa研究其对Hg2+的选择性，发现Hg2+没有明显的响应，体系的荧光强度不会增加。最后，对本论文的工作做了总结和展望。