新型甘脲類分子鉗的合成及對金屬離子的識別和傳感性質(zhì)研究.pdf

1、由于金屬離子與生命科學、環(huán)境科學、醫(yī)學等領域有著密不可分的聯(lián)系，有關金屬離子識別的研究受到人們的廣泛關注并成為當前超分子化學研究領域的重要課題，金屬離子識別研究的關鍵是受體分子的設計與合成。 在近年來開拓的眾多種類的人工受體模型中，鉗型人工受體已引起人們的廣泛關注。這類受體不僅結(jié)構上具有相當于天然受體的空腔，且可根據(jù)需要設計成不同大小、不同種類的官能化的受體。通過在穴內(nèi)的進一步化學修飾，即可提供一個與底物恰當互補的微環(huán)境。

2、 甘脲作為一個重要的基本建筑模塊在超分子化學中被廣泛地應用，尤其被用于合成各式各樣的鉗型受體分子。目前，一些基于甘脲的分子鉗能夠通過氫鍵、π-π堆積作用等對芳香客體分子尤其是間苯二酚及其衍生物等中性分子進行識別。但是，對這類主體分子的合成與性質(zhì)研究還是比較有限，比如它們的結(jié)構組成相對單一，對金屬離子等識別研究的文獻報道極少等。特別是其識別性質(zhì)的研究主要是通過1H NMR滴定的手段，目前還很少引入熒光探測這一簡便易行，靈敏度高的方法。本

3、論文致力于設計和合成新型的、具有熒光性質(zhì)的甘脲類鉗型分子化合物，以及研究其對不同金屬離子的識別和傳感性質(zhì)，并已取得了一些具有較高學術意義和創(chuàng)新性的結(jié)果。主要內(nèi)容如下： 1.合成了五個新型的基于二苯基甘脲和二乙基酯基甘脲的含有兩個酰肼化合物邊墻的分子鉗，利用經(jīng)典的手段如1H NMR和13C NMR以及單晶X—ray衍射等對它們進行了結(jié)構表征，分析鑒定。通過熒光光譜滴定考察了其中兩個二乙基酯基甘脲分子鉗異構體對13種不同金屬離子的識

4、別作用，研究表明在DMF/MeOH(50：1 v/v)中，它們能夠很好地選擇性地識別Fe3+離子，與Fe3+離子形成1：1的復合物并且呈現(xiàn)熒光淬滅效應，可作為Fe3+的熒光化學傳感器。而且發(fā)現(xiàn)由于兩個異構體分子鉗在結(jié)構和構型上的差別，它們與Fe3+結(jié)合常數(shù)也不同。 2.合成了五個含單個1，2-二氫-引唑-3-酮和不同取代的苯環(huán)(H，OMe，Me，Br)為墻面的基于二乙基酯基甘脲和二苯基甘脲的不對稱分子鉗。對所得四個二乙基酯基甘脲

5、分子鉗的晶體結(jié)構進行了分析，并通過熒光光譜滴定考察了它們在DMF/MeOH(50：1 v/v)中對不同金屬離子的識別作用，表明這些不對稱分子鉗同樣選擇性地識別和傳感Fe3+離子。 3.合成了系列芳胺和芐胺為邊墻的二乙基酯基甘脲分子鉗。對其中四個邊墻上附有苯乙炔和萘乙炔的分子鉗對不同金屬離子的識別作用進行了考察，熒光光譜研究表明在DMF/MeOH(50：1 v/v)中它們同樣能夠作為熒光化學傳感器選擇性地識別Fe3+并且伴隨著熒光

6、淬滅，與Fe3+離子形成1：1的復合物。 4.設計合成了三個新型的基于二乙基酯基甘脲以2，5-二芳基取代呋喃為邊墻的具有類似于冠醚結(jié)構的熒光分子鉗。通過熒光光譜滴定測定了該類分子鉗對不同金屬離子的識別作用，表明它們對堿金屬，堿土金屬不能產(chǎn)生有效的識別，依然是很好的選擇性的Fe3+熒光化學傳感器，與Fe3+離子形成1：1的復合物并且呈現(xiàn)熒光淬滅效應。研究表明甘脲骨架上的兩個脲羰基除了己知的可以作為氫鍵受體外，還有可能是潛在的能夠有