论文部分内容阅读
论文概述了氰化物(氰离子)的应用和危害,介绍了近几年来氰化物荧光探针的种类和研究进展。由于迈克尔受体具有选择性好、成本低和可设计性强的优点,故本文以迈克尔受体作为氰化物探针出发点,重点着眼于分子内氢键活化迈克尔受体,具体围绕2′-羟基查尔酮和香豆素酰胺两大体系展开。(1)2′-羟基查尔酮氰化物探针化合物1-4(2)香豆素酰胺氰化物探针化合物5-13在2′-羟基查尔酮体系中,本文合成了四个探针化合物(化合物1-4)和两个氰离子键合物,并对其进行了系统的表征。四个探针化合物对氰离子均有响应,且都为荧光探针,其中探针化合物1-3为荧光“turn-on”型,4为双重荧光信号探针。四个探针均对氰离子具有较高的选择性、敏感性识别。其中探针3和4表现出了对氰离子相对较好的识别能力,实现了在水合环境中对氰离子的识别,其检测限分别为7.2μM和3.2μM。研究发现引入吸电子基团能提高化合物作为迈克尔受体的活性,即提高了探针的识别能力。此外,还探讨了探针与氰离子的识别机理,论证了此反应为迈克尔反应以及分子内氢键活化在此反应中的重要性,促进了探针对氰离子识别。在香豆素酰胺体系中,本文合成了九个探针化合物(化合物5-13)和其中两个探针化合物5和6与氰离子的键合物(5-CN和6-CN),并对其进行了系统的表征,得到了5-CN和6-CN的晶体结构。对化合物的光物理性质进行研究发现:当用苄胺(化合物6)代替苯胺(化合物5)时可以消除苯酰胺的TITC效应,从而使化合物具有较好的荧光性质(Φ5=0.002, Φ6=0.11);7-N,N-二乙氨基-香豆素-3-酰胺类化合物(化合物9-13)具有很好的光物理性质,荧光量子在0.3左右,为强荧光化合物,这是由于此类化合物具有ICT与TICT双重荧光效果。通过探针对氰离子的识别能力进行了系统的研究与对比发现:分子内氢键能活化迈克尔受体,提高其检测氰离子的能力;吸电子基团能促进化合物作为迈克尔受体的活性,而给电子基团刚好相反。同时,还探讨了探针与氰离子的识别机理,论证此反应为迈克尔反应,在此反应中分子内氢键为直接参与反应,起到稳定其不稳态的结构的作用。此外,第一次从晶体结构论证了香豆素衍生物与氰离子的加成反应为迈克尔加成反应。