新型单、双N2O2-类荧光化学传感器的设计、合成、识别作用与机理研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:anran520
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近几年经济的发展十分迅速,在发展工业生产的过程中也带来了许多的环境问题,作为近几年的研究热点,荧光化学传感器被广泛应用于环境和生物科学等领域。在本文中,合成了四个基于N2O2类salamo及salamo-salen型化合物的荧光化学传感器L~1、H3L~2和H4L~3和L-Zn2+,可用于氰根(CN-)、铜离子(Cu2+)、磷酸盐离子(H2PO4-、HPO42-和PO43-)或氨基酸的检测。通过相关的物理化学表征和密度泛函理论(DFT)计算对其结构与性质以及识别机理等进行了探究,为salamo型及salamo-salen型化学传感器的进一步应用奠定了一定的实验基础和理论依据。1.简要介绍了荧光化学传感器,并且详细列举了salen型和salamo型化学传感器在各识别领域的研究进展,以及研究了对相应物质的识别机理。2.用简单有效的方法制备了salamo型有机化合物H2L,通过氢谱、碳谱以及质谱等手段表征了其分子结构。同时,H2L与Cu(II)离子发生配位反应,形成配合物[Cu(L)]·CH3COCH3,通过X单晶衍射分析了其晶体结构。将Cu(II)配合物作为传感器L~1,在生理p H范围内对CN-和胱氨酸(Cys-Cys)表现出较好的荧光识别。传感器L~1制备简单,且对CN-和Cys-Cys响应快速。通过荧光光谱研究,传感器L~1可通过荧光开启来识别CN-和Cys-Cys。传感器L~1可用于食品中氰化物的检测,并且通过试纸条等手段,将其应用于实际。3.开发了双salamo型化学传感器H3L~2,通过一系列的表征手段确定了其分子结构。该传感器H3L~2在生理p H范围内对Cu2+离子和精氨酸(Arg)表现出较好的荧光识别。通过荧光光谱研究,传感器H3L~2对Cu(II)离子的识别是通过荧光淬灭,对Arg的响应是通过荧光开启。同时得到了Cu(II)配合物单晶[{Cu2(L)}2](Cl O4)2·H2O。结合紫外-可见光谱、高分辨率质谱和红外光谱等手段推测了传感器H3L~2对Cu2+和Arg的识别机理。并制备了用于快速检测的试纸条。4.开发了一种新颖的salamo-salen-salamo杂化型荧光化学传感器H4L~3,首次将其应用于传感器响应。在生理p H范围内该传感器H4L~3对Zn(II)离子表现出较好的荧光响应。荧光光谱研究表明,该传感器H4L~3可通过荧光开启来响应Zn(II)离子,且颜色由浅红色变为蓝色。同时H4L~3与Zn(II)离子的配合物L-Zn2+在DMF/H2O(9:1/v:v)体系中能连续识别磷酸离子(H2PO4-、HPO42-和PO43-)。同时结合紫外-可见光谱、质谱和红外光谱等手段对其识别机理进行了探究,并制得试纸条用于快速检测Zn(II)离子。
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