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阳离子的识别是超分子化学的一个重要组成部分。设计和合成生物学上、医学上、和环境中重要的阳离子的受体分子已成为当今超分子化学十分活跃的研究领域。噁二唑衍生物由于其特殊的结构,含有N、O原子等配位点,可以和金属离子络合,近年来备受化学家的关注。本论文根据分子识别和分子荧光传感的基本原理,结合本课题组对噁二唑化合物的相关研究经验,以及金属离子荧光识别的研究现状和发展趋势,设计合成了含有Schiff碱的1,2,4-噁二唑类衍生物荧光化学传感器,并通过研究其光谱特性来探索其对金属离子识别的能力。 以β-萘酚和六次甲基四胺为起始原料,经Duff反应得2-羟基-1-萘甲醛;然后与苯胺缩合得到Schiff碱1-苯胺基亚甲基-2-萘酚。取代苯甲腈与羟胺通过亲核加成反应生成苄胺肟3a~3e;3a~3e与氯乙酰氯在二甲苯中,发生酯化反应再高温脱水关环生成3-取代苯基-5-氯甲基-1,2,4-噁二唑(4a~4e);4a~4e再与1-苯胺基亚甲基-2-萘酚通过亲核取代反应生成含Schiff碱的1,2,4-噁二唑类衍生物5a~5e。中间产物和目标产物5a~5e通过1H-NMR的分析,证实与预期结构相符合。 单晶的X—射线衍射分析是现代化学研究中重要的技术手段之一,能从原子水平上研究化学物质微观结构和相互作用。通过溶剂缓慢挥发法,得到化合物3c和4e的块状单晶。晶体结构分析表明化合物3c和4e都与结晶水分子间氢键作用而形成稳定构型。3c属于单斜晶系,间群为P21/a,晶胞参数:a=11.1060(12)(A),b=4.8909(9)(A),c=14.7280(18)(A),α=90.00°,β=100.88(3)°,γ=90.00°,4e属于单斜晶系,空间群为C2/c,晶胞参数:a=25.462(5)(A),b=6.4040(13)(A), c=14.589(3)(A),α=90.00°,β=122.83(3)°,γ=90.00°。 对目标产物5a~5e进行分子荧光光谱测定,并对其离子选择性识别进行研究。发现在PBS缓冲溶液(50mM,pH=7.0,CH3OH-H2O,9∶1,v/v)体系中,化合物5a~5e对Pb2+离子有较好的识别性和抗干扰性。通过荧光滴定实验证明在n(Pb2+)/n(5 a~5 e)<3时,化合物5a~5e与Pb2+离子的络合比均是1∶1。