金属离子在环境和生命科学中发挥看重要的作用，而其中的铜离子是人体必需的微量金属元素之一，在人体中的含量仅次于铁和锌居第三位。设计与合成对铜离子具有选择性识别功能的受体分子近年来备受关注。由于光化学传感内在的高灵敏度、可实时及可实现远程检测等优越性，光化学传感在阳离子识别中得到迅速发展。利用荧光增强法识别过渡金属或重金属离子已成为近年的研究热点。本论文共分为五章。第一章为前言，概述了课题的研究背景，并在此基础上提出了论文设想。第二章为实验部分，介绍了主要试剂、仪器和论文工作中所涉及的荧光传感分子的合成方法与结构鉴定。第三章系统研究了所合成的荧光传感分子PTMB系列在乙腈和乙腈-水混合溶剂中的光谱性质及其对Cu²⁺的识别。第四章研究了所合成的紫外吸收传感分子DMB系列在乙腈溶剂中的光谱性质及其对Cu²⁺的识别。第五章补充介绍了可方便检测Cu²⁺的硫脲类配体DMPN。缩氨基硫脲类衍生物是良好的金属离子配体，能与多种金属离子发生配位作用。本文设计合成了系列缩氨基硫脲类荧光传感分子，研究了其对金属离子的识别。研究发现，苯甲醛缩氨基苯基硫脲衍生物在基态能与多种金属离子如Cu²⁺、Co²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺和Hg²⁺等发生类似的配位作用，与金属的结合常数也基本在同一个数量级，但唯有Cu²⁺引起苯甲醛缩氨基苯基硫脲衍生物的荧光显著增强，并且荧光的强度和苯甲醛芳环上取代基的供电子能力有关。其中邻甲氧基苯甲醛缩氨基苯基硫脲（PTMB-OM）的荧光增强倍率最大，乙腈相中可达35倍。从应用角度看，在水相中对金属离子进行识别较在纯有机相中更具现实意义，我们将识别的介质由乙腈拓展至水-乙腈二元混合溶剂中，结果表明即使于含10％水的乙腈溶液中Cu²⁺的加入亦可导致PTMB-OM的荧光增强15倍，相同条件下其它离子对PTMB-OM的荧光光谱影响较小，故PTMB-OM有望成为水相中高灵敏、高选择性的铜离子荧光传感分子。通过对铜离子和PTMB-OM反应产物的研究发现，缩氨基硫脲系列衍生物对Cu²⁺的强选择性来源于Cu²⁺在乙腈溶剂中的强氧化性，Cu²⁺可催化氧化PTMB-OM成为荧光量子产率很高的化合物PTMB-cycle，本文给出了成环严物的晶体结构，阐明了Cu²⁺可使受体分子荧光大幅增强的机理。其次本文研究了苯甲酰苯胺类衍生物对金属离子的识别，结果表明，Cu²⁺可以增强该类分子在乙腈中的紫外吸收光谱，加入Cu²⁺一定浓度内，受体分子的吸光强度和所加Cu²⁺浓度满足一定的函数关系，而其他金属离子均不能影响受体分子的吸收光谱。故苯甲酰苯胺类衍生物可在有机溶剂中检测识别Cu²⁺。此外本文还得到了对Cu²⁺选择性更好的硫脲类配体DMPN。在其乙腈溶剂中加入Cu²⁺，可使其吸收光谱发生明显的变化，并伴随着溶液颜色的改变，由无色变为紫红色，裸眼可辨；而其他金属离子对受体分子的吸收光谱均无明显影响。利用DMPN对Cu²⁺独特的显色变化，DMPN可作为有效的Cu²⁺检测试剂。