喹啉臂式氮雜光敏冠醚的合成及其對(duì)金屬離子的傳感性能的研究.pdf

1、合理設(shè)計(jì)和合成傳感性能好、專(zhuān)一性識(shí)別能力強(qiáng)、靈敏度高的化學(xué)傳感器分子是近年來(lái)倍受關(guān)注的研究課題。在熒光傳感器的設(shè)計(jì)研究中，根據(jù)欲檢測(cè)物種的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性質(zhì)選擇恰當(dāng)?shù)慕邮荏w、發(fā)光體以及連接方式是得到性能優(yōu)良熒光傳感器的關(guān)鍵。冠醚是超分子化學(xué)中的第一代主體化合物，作為傳感器的接受體部分，其空腔結(jié)構(gòu)通常與金屬陽(yáng)離子能較好地匹配；連接臂的柔性、長(zhǎng)度和結(jié)構(gòu)對(duì)傳感器的性能也有顯著影響，而發(fā)光體的發(fā)光特性直接影響著傳感器的靈敏度；在某些結(jié)構(gòu)中，若處于極

2、性溶劑，其發(fā)光體單元經(jīng)常處于冠環(huán)的空腔之外，但在與金屬離子的鍵合上，連接臂及發(fā)光體有時(shí)也參與作用，這種協(xié)同鍵合作用往往能夠提高傳感器分子的選擇性識(shí)別能力。
　　 8-羥基喹啉由于其優(yōu)良的熒光性能非常適宜作為傳感器的發(fā)光體，利用8-羥基喹啉及其衍生物與金屬離子普遍可鍵合的特性以及冠環(huán)對(duì)金屬離子的良好選擇性，將其用適當(dāng)?shù)倪B接體鍵合在一起，對(duì)此設(shè)計(jì)的傳感器分子進(jìn)行選擇性識(shí)別性能、傳感性能、鍵合機(jī)制及穩(wěn)定性的研究，有望獲得性能優(yōu)良的金屬

3、離子傳感器以及發(fā)現(xiàn)新的光化學(xué)光物理傳感機(jī)制。
　　 本文首先采用Hofmann烷基化反應(yīng)成環(huán)合成1，10-二氧-4，7，13，16-四氮雜18-冠-6母體，進(jìn)一步利用Schotten-Baumann?；磻?yīng)將8-羥基喹啉及其衍生物由中間連接體鍵連到母體氮原子上，合成了三種光敏化合物，即：4，7，13，16-四(5-氯-8-喹啉氧乙?；?-1，10-二氧-4，7，13，16-四氮雜18-冠-6、4，7，13，16-四(8-喹啉氧

4、乙?；?-1，10-二氧-4，7，13，16-四氮雜18-冠-6和側(cè)臂片段分子5-氯-8-(N，N-二乙醇乙酰胺基)氧基喹啉，通過(guò)元素分析、核磁共振氫譜對(duì)三種化合物的組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。采用熒光光譜及紫外可見(jiàn)光譜法研究了無(wú)水甲醇溶劑中三種傳感器分子對(duì)16種金屬離子(Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Sr2+、Pb2+、Mn2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+和Tb3+)的選擇性傳感作用及識(shí)

5、別機(jī)理：
　　 1、首先將側(cè)臂片段分子5-氯-8-(N，N-二乙醇乙酰胺基)氧基喹啉對(duì)16種金屬離子的選擇傳感性進(jìn)行了檢測(cè)，對(duì)其光譜及選擇性傳感機(jī)制進(jìn)行了考察；結(jié)果表明，該化合物對(duì)Zn2+離子有專(zhuān)一的選擇性，并形成了計(jì)量比為1:1的配合物。
　　 2、將側(cè)臂片段分子連接到四氮雜18-冠-6的環(huán)氮位上，制備了4，7，13，16-四(5-氯-8-喹啉氧乙?；?-1，10-二氧-4，7，13，16-四氮雜18-冠-6化合物，采

6、用同樣方法對(duì)其選擇性識(shí)別和傳感機(jī)制進(jìn)行了研究；結(jié)果表明，該光敏冠醚對(duì)Ca2+、Cd2+和稀土離子Tb3+有特殊的選擇傳感性，Ca2+和Cd2+對(duì)其熒光有增強(qiáng)作用，而Tb3+離子能夠猝滅其熒光。
　　 3、將喹啉信號(hào)基團(tuán)上的氯原子去掉，合成了4，7，13，16-四(8-喹啉氧乙?；?-1，10-二氧-4，7，13，16-四氮雜18-冠-6，考察了該冠醚對(duì)16種金屬離子的識(shí)別及傳感機(jī)制發(fā)現(xiàn)，Zn2+和Ca2+離子對(duì)其熒光強(qiáng)度有顯著的