羰基铬红外化学传感受体的合成及其应用研究

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三羰基铬基团具有优异的红外活性,可以被用作化学传感器受体分子的信号报告基团;脲基团的NH质子具有一定的酸性,可以被用作化学传感器受体分子的结合基团。以三羰基铬基团为信号报告基团,脲基团为结合基团,采用有机金属配位反应,合成了两种以红外信号报告的阴离子化学传感器受体分子:N-(4-甲基苯基)-N’-甲基脲三羰基铬(受体A)以及N-(2-吡啶基)-N’,苯基脲三羰基铬(受体B);并采用核磁氢谱、碳谱、红外、电子轰击质谱、元素分析以及X射线单晶衍射对受体A和B的结构进行了表征。三羰基铬基团可以与苯环配位形成η6-环π型结构,其强烈的吸电子效应导致苯环的共轭体系扩大,有利于提高脲类受体A和B的NH质子的酸性,增强受体对阴离子的结合能力;金属羰基还能极大的改善受体A和B的溶解性,拓展受体的应用范围。  采用傅里叶变换红外光谱以及紫外-可见吸收光谱研究了受体A和受体B的识别传感性能。傅里叶变换红外光谱结果表明将受体A和受体B溶于质子型介质乙醇后,其对应的金属羰基红外吸收峰均向高波数的方向偏移;而随着客体阴离子的加入,受体A和受体B的羰基红外吸收峰均向低波数的方向偏移,据此可实现乙醇当中对阴离子的红外传感,且在一定客体浓度范围内受体分子A和B还能够实现对阴离子有效的红外检测。紫外-可见吸收光谱结果证实了乙腈溶剂中受体A和B对质子型介质乙醇具有一定的识别效果,在乙醇分子的干扰下能够选择性的结合醋酸根阴离子和氟阴离子。受体A和受体B有望应用于实现生理环境下醋酸根阴离子与氟阴离子的红外检测分析。
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