含吖啶熒光團的化學傳感器的合成及性能研究.pdf

1、手性物質廣泛存在于各種天然產物中。生命活動中的基礎物質如糖類、蛋白質、氨基酸、核酸等大多具有手性，由于這些物質在生物新陳代謝中的重要作用，離開了手性物質生命活動將無法進行。開展手性識別的研究不僅有助于認識生命現象，而且對環(huán)境、生物科學、藥學、醫(yī)學、超分子化學等領域的發(fā)展具有重要的推動作用。因此，基于手性識別的傳感器的設計、合成及應用受到很多科學家的關注。其中，手性熒光化學傳感器以其高效、快速、高靈敏性、低成本等優(yōu)點備受青睞。
　　

2、隨著工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境問題愈演愈烈。重金屬離子污染已成為引發(fā)環(huán)境問題的原因之一。生命活動的正常運行也和生物體內的各種金屬離子的含量密不可分，適量的金屬離子在生命過程中扮演著重要角色。熒光化學傳感器以熒光為手段，運用主體和客體之間的特異結合，可實現對金屬離子的定性定量檢測，具有響應時間短、靈敏度高、使用簡單、成本低等優(yōu)點，在環(huán)境檢測、水體處理和生物等領域具有廣闊的應用前景而備受關注。
　　研究發(fā)現通過氧原子、氮原子或硫原子等含有孤對電

3、子的原子連接形成的“鉗型”雙臂結構的化合物具有特殊的結構特點。這類化合物含有特殊的空腔結構，且含有孤對電子，能夠與金屬離子和手性陰離子相互作用，引起超分子工作者的興趣。在這類化合物中引入熒光基團可在識別的過程中展現出特殊的光化學特征。
　　本論文設計合成了含吖啶熒光團的化學傳感器，并通過紫外光譜、熒光光譜滴定、質譜、1H NMR實驗等方法研究了這些傳感器與一些常見手性陰離子(蘋果酸陰離子、苯丙氨酸陰離子、酒石酸陰離子、丙氨酸陰離子

4、等)和常見的金屬離子(Mg2+,Ca2+,Fe2+,Co2+,Ni2+,Cd2+,Cu2+,Zn2+,Mn2+,Ba2+,Pb2+,Hg2+,Al3+,Fe3+等)之間的相互作用及熒光傳感性能。論文分四章，主要內容如下：
　　(1)簡要闡述了手性陰離子識別和金屬離子識別，及相關熒光化學傳感器的研究進展，據此提出本文的設計思路。
　　(2)合成了兩個基于吖啶的手性熒光化學傳感器L-1和D-1，并通過熒光光譜、1H NMR實驗、

5、量子化學計算探究了它們對手性陰離子的選擇性識別能力。L-1對L-酒石酸陰離子有很好的識別效果而對D-酒石酸陰離子識別效果不好。主體和客體之間1:1的絡合比通過Job曲線確定。L-1和D-1對酒石酸陰離子的熒光響應程度不同，這表明了它們對酒石酸陰離子具有很好的對映選擇性。此外，通過1H NMR實驗提出了L-1和酒石酸陰離子可能的鍵合模式。
　　(3)合成了兩個基于吖啶的熒光化學傳感器L-3和L-4，并通過紅外光譜、熒光光譜、細胞成像

6、等方法探究了它們對金屬離子的選擇性識別性能。L-3對Fe3+具有顯著的識別效果，L-4對Ni2+具有很好的選擇性。主體與客體間1:1的絡合比由Job曲線和Benesi–Hildebrand方程推測得出。通過細胞成像研究了L-3和L-4在Hela細胞中的識別效果，結果表明它們在生理條件下均表現出良好的識別效果，說明熒光化學傳感器L-3和L-4具有廣闊的應用前景。
　　(4)合成了兩個含有吖啶熒光團的化學傳感器L-5和L-6。通過熒光