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《复旦大学》 2007年
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有机染料的设计、合成及在光化学传感方面的应用

成云飞  
【摘要】: 荧光化学传感器和比色化学传感器由于具有较高的灵敏度、可利用光纤技术实现远距离实时检测、实现裸眼识别等优点,近年来引起了人们极大的兴趣。染料分子由于具有较强的生色能力,在加入底物过程中,通常会在可见光区范围发生紫外可见吸收光谱和荧光光谱的变化。因此,本论文设计、合成了一系列有机染料,并研究了其在离子光化学传感方面的应用。 1.设计合成了偶氮喹啉苯酯衍生物1-4(见图A1),并研究了与Hg~(2+)作用前后化合物的光物理性质的变化。实验结果表明,偶氮基团的引入改善了喹啉苯酯化合物的生色能力。苯环上4-位取代基推电子能力的增强不仅使得化合物1-3的吸收光谱发生红移,而且对化合物和Hg~(2+)配位后的光谱变化有很大影响。对于含推电子基(-OCH_3,-N(CH_3)_2)的化合物2和3来说,Hg~(2+)的加入使化合物由D-π-D结构转变为D-π-A结构,增加了分子内电荷转移的程度,导致化合物吸收光谱的红移;而对于含吸电子基(-NO_2)的化合物4来说,Hg~(2+)的加入使化合物由D-π-A结构转变为A-π-A结构,减小了分子内电荷转移的程度,从而导致化合物吸收光谱的蓝移。强推电子基(-N(CH_3)_2)的引入将化合物3在加入Hg~(2+)前后的光谱调节至可见光区范围内,使其可用于Hg~(2+)的裸眼检测。其它金属阳离子的存在不干扰Hg~(2+)的检测。紫外吸收光谱和~1H NMR谱均证实化合物与Hg~(2+)的键合部位是喹啉N原子与酯基O原子。 2.设计合成了罗丹明衍生物1-3(见图A2),研究了加入Hg~(2+)前后化合物的光物理性质的变化。实验结果表明,在pH为中性的缓冲溶液中,加入Hg~(2+)前,化合物1-3的紫外可见吸收谱图的吸收峰强度很弱,对应的荧光光谱发射峰也很弱,此时化合物为关环态;而加入Hg~(2+)后,紫外可见吸收谱图上位于555 nm附近分别出现了明显的吸收峰;对应的荧光光谱在510 nm波长激发下位于580 nm附近也出现了明显的发射峰,化合物由关环态转化为开环态。相应的颜色和荧光均发生了明显的变化:颜色由无色变为明显的红色;荧光颜色在365 nm波长激发下由无色变为橙红色。化合物1相比于化合物2和3对Hg~(2+)具有更好的选择识别性能,其它金属离子的存在不干扰化合物1对Hg~(2+)的检测。化合物1有望发展为同时具有吸收和荧光发射输出信号的Hg~(2+)化学传感器。 3.设计合成了具有不同共轭结构的偶氮羟基喹啉衍生物1-3(见图A3),研究了加入阴离子前后化合物的光物理性质的变化。实验结果表明,偶氮基团的引入改善了8-羟基喹啉的生色能力,并且在乙腈溶液中随着取代基由苯基变为萘基和蒽基时,化合物的吸收光谱发生红移。结合吸收光谱数据和晶体结构数据可以得出,在乙腈溶液中化合物的光物理性质主要取决于共轭结构,而在固态条件下化合物的光物理性质受共轭结构、分子面间距、二面角以及氢键作用的综合影响。多环芳烃的引入能够在一定程度上改善化合物对阴离子的键合能力,使化合物均对F有较好的响应,并可达到裸眼识别。~1H NMR表明酚羟基是偶氮喹啉衍生物响应阴离子的关键部位。 4.设计合成了半菁染料1-4(见图A4),研究了这四个化合物在加入阴离子前后的光物理性质。在加入碱性较大的阴离子(F和AcO-)后,化合物1-4的乙腈溶液的紫外可见吸收光谱均发生了明显的红移,表明1-4是一类较好的阴离子化学传感器。设计合成了一个查尔酮化合物5,加入碱性较大的阴离子(F和AcO~-)后,紫外可见吸收光谱和荧光光谱均发生变化,有望发展为荧光和生色双功能阴离子传感器。 5.由于方酸染料与巯基的反应可破坏方酸染料的共轭结构,而加入Hg~(2+)后,巯基与Hg~(2+)相互作用可置换出方酸染料。基于这个置换反应,在第六章中,制备了有机/无机杂化介孔材料SQ/SBA-15(见图A5),可同时用于Hg~(2+)的检测和分离。其它金属阳离子的存在不干扰SQ/SBA-15对Hg~(2+)的检测,SQ/SBA-15有望发展为同时用于Hg~(2+)的检测和分离的有机/无机杂化材料。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP212.2

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 张宇辉,董赫,童爱军;发光性受体的分子设计与分子识别[J];分析试验室;2002年05期
2 吴世康;荧光化学传感器研究中的光化学与光物理问题[J];化学进展;2004年02期
3 孟祥明,刘磊,郭庆祥;铅、汞、镉离子的荧光传感器研究进展[J];化学进展;2005年01期
4 许胜;刘斌;田禾;;阴离子荧光化学传感器新进展[J];化学进展;2006年06期
5 吴芳英,谭晓芳,胡美华,王宇晓;喹啉类主体分子的设计合成与阴离子识别[J];化学学报;2004年15期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑敏;陈一胜;;有机染料敏化TiO_2纳米薄膜太阳能电池研究进展[J];四川有色金属;2010年02期
2 吴杰颖,张居舟,施鹏飞,周虹屏;新型席夫碱配合物的合成和双光子性质研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年02期
3 李宏卫;曹建劲;苏志华;;铅检测方法研究进展[J];安徽农业科学;2008年19期
4 赵文甲;司晶星;;有机太阳能电池研究近况[J];保定学院学报;2009年04期
5 陈少杰;张教强;郭银明;;纳米复合材料制备方法的研究进展[J];玻璃钢/复合材料;2008年05期
6 李路海;蒲嘉陵;滕枫;黄蓓青;吴倜;王铭;贾志梅;;电子纸技术及其在包装领域的应用展望[J];包装工程;2006年05期
7 张瑞鹏;;纳米晶聚合物复合材料的制备及其应用[J];成功(教育);2010年10期
8 张瑞鹏;;硫化镉纳米晶与聚合物组装技术的研究进展[J];成功(教育);2010年11期
9 崔元靖,王民权,钱国栋;光折变材料研究进展[J];材料导报;2002年10期
10 杨洁颖,梁国正;二阶非线性光学聚酰亚胺[J];材料导报;2003年06期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 管建军;强西怀;马茶;申亮;;树枝状8-羟基喹啉锌的合成和荧光性能研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(1)[C];2007年
2 曾国良;李铁生;许文俭;张素华;王筠;赵娜;吴养洁;;高分子纳米LB膜的制备及其光刻性能研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(1)[C];2007年
3 李斌;杜芳林;;纳米WO_3薄膜的制备及其光学性能研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(1)[C];2007年
4 贾美叶;聂峰梅;;铕(Ⅲ)的双希夫碱配合物及其荧光性质[A];11th Conference on Solid State Chemistry and Inorganic Synthesis Joint with 2th Dalton Transactions International Symposium Abstract Book[C];2011年
5 郭晓伟;陈改荣;王辉;苗超林;苗郁;曹志民;;染料敏化太阳电池光阳极薄膜的研究进展[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第二卷)[C];2011年
6 刘跃;王东兴;焦兵兵;;Al/CuPc/Cu肖特基气敏二极管制备与特性[A];第十三届全国工程电介质学术会议论文集[C];2011年
7 刘恒权;姚素微;班春梅;余碧涛;张卫国;王宏智;;硬脂酸单层LB膜上化学沉积银膜的研究[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年
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1 龙凌亮;一系列有机小分子荧光功能材料的设计、合成及其应用研究[D];湖南大学;2010年
2 程广贵;复合纳米薄膜制备及其摩擦学行为研究[D];江苏大学;2010年
3 侯军刚;钛酸铋材料的制备,表征及性能研究[D];天津大学;2009年
4 宋利民;软X射线多层膜反射镜的设计与制作[D];大连理工大学;2002年
5 肖义;新荧光发色体系—含腈萘杂环:分子设计、合成、应用[D];大连理工大学;2002年
6 高道江;钼酸盐、钨酸盐和钛酸盐薄膜的软溶液工艺(SSP)制备技术及性能研究[D];四川大学;2003年
7 孙世国;铼、钌联吡啶光敏染料的研究[D];大连理工大学;2003年
8 张彦英;新型香豆素荧光材料的合成及其结构与光谱性能关系的研究[D];大连理工大学;2003年
9 孙向英;荧光传感受体分子的设计、组装与分子识别[D];厦门大学;2003年
10 宋建新;基于红色荧光性能的卟啉化合物的设计、合成与表征[D];湖南大学;2003年
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1 陈鑫;杂环聚合物的合成与光电性能研究[D];山东科技大学;2010年
2 王方文;侧基横挂偶极单元的液晶聚对苯撑乙炔的合成及性质表征[D];郑州大学;2010年
3 梁爱辉;非共轭D-A和A-D-A型吡啶甲酸衍生物及其环金属配合物的合成与性能研究[D];湘潭大学;2010年
4 黄辉;聚合物光伏器件和染料敏化太阳能电池柔性对电极的制备与研究[D];湘潭大学;2010年
5 张娟娟;(5,8-喹啉撑乙烯)与(2-甲氧基-5-辛氧基对苯撑乙烯)共聚物的合成、表征及发光性能研究[D];湘潭大学;2010年
6 阮明波;含氮杂环化合物的合成及4-羟基香豆素绿色生产工艺研究[D];湘潭大学;2010年
7 田慧;电极修饰对聚合物光伏电池性能及稳定性的影响[D];天津理工大学;2010年
8 张珊珊;吡啶基咪唑啉酮类金属配合物的合成、晶体结构及性能研究[D];广西民族大学;2010年
9 张曼玉;激发态质子转移型新化合物的合成与性质研究[D];天津理工大学;2010年
10 季云涛;罗丹明类荧光化学传感器的合成与性能研究[D];安庆师范学院;2010年
【二级参考文献】
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1 吴芳英,温珍昌,江云宝;硫脲类阴离子受体的研究进展[J];化学进展;2004年05期
2 曾振亚,何永炳,孟令芝;阴离子荧光受体研究进展[J];化学进展;2005年02期
3 解宏智,汪鹏飞,吴世康;以二甲氨基查尔酮修饰的β-环瑚精衍生物的合成及其分子识别作用的研究[J];自然科学进展;1999年S1期
【相似文献】
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1 汤丽娟;储向峰;董永平;吴芳辉;白林山;;阴离子对铜化学机械抛光的影响[J];微纳电子技术;2011年09期
2 ;[J];;年期
3 ;[J];;年期
4 ;[J];;年期
5 ;[J];;年期
6 ;[J];;年期
7 ;[J];;年期
8 ;[J];;年期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
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1 任文祥;武开业;雷鹏;邵娟娟;;离子色谱法同时测定地表水中F~-、CL~-、NO_2~-、PO_4~(3-)、NO_3~-五种阴离子[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第四卷)[C];2009年
2 宋晓伟;;离子色谱法检验水中阴、阳离子方法探讨[A];2008中国环境科学学会学术年会优秀论文集(上卷)[C];2008年
3 李慧;李文叶;尉英丽;董川;Man Shing Wong;双少敏;;荧光增强型杯[4]芳烃对阴离子的识别性能研究[A];中国化学会第十四届有机分析及生物分析学术研讨会会议论文摘要集[C];2007年
4 冯占雨;;对繁殖母猪钙代谢紊乱问题的探讨[A];中国畜牧兽医学会养猪学分会2009年学术年会“回盛生物”杯全国养猪技术论文大赛论文集[C];2009年
5 侯军;李元杰;吴学;;阴离子控制OPV吡啶盐的小分子凝胶剂的合成及其酸响应性质[A];中国化学会第27届学术年会第16分会场摘要集[C];2010年
6 丁玉静;李权龙;袁东星;;电吸附增强固相微萃取-离子色谱法测定水中痕量阴离子[A];中国化学会第27届学术年会第02分会场摘要集[C];2010年
7 李成保;;用强电场直流电导法研究阴离子与土壤的相互作用(摘要)[A];中国地壤学会第十次全国会员代表大会暨第五届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会文集(面向农业与环境的土壤科学专题篇)[C];2004年
8 张国森;陈洪涛;张经;;东、黄海大气湿沉降中常量阴离子组分的研究[A];第六届全国环境地球化学学术讨论会论文摘要汇编[C];2002年
9 王晓燕;;离子色谱法测定水环境中的阴离子[A];第十五次全国色谱学术报告会文集(上册)[C];2005年
10 马超;;阴离子长循环脂质体介导的放射反义治疗对乳腺癌细胞增殖和凋亡的影响[A];第四届全国中青年核医学学术会议论文汇编[C];2008年
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1 记者  吴惠君 通讯员  张宁;我省首次使用离子色谱法分析大气颗粒物[N];甘肃经济日报;2006年
2 文月;超电容:原理及应用[N];电子资讯时报;2008年
3 徐福利 吕霞;钾与其它养分的关系[N];科技日报;2000年
4 彭颖;小雨天散步可健身[N];大众卫生报;2007年
5 廖宁逊;这些食物能解毒[N];大众卫生报;2003年
6 唐鹃;掀起“达菲”的盖头来[N];中国知识产权报;2005年
7 山东农业大学动物科技学院 冀贞阳;可相互增强毒副作用的中西药物[N];江苏农业科技报;2006年
8 柴泽;介绍五种排毒蔬菜[N];江苏农业科技报;2007年
9 郑鼎;做完离子烫后怎样护发[N];中国医药报;2004年
10 江苏省泰州中学 黄毅;“守恒法”在化学解题中的应用[N];成才导报.教育周刊;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 成云飞;有机染料的设计、合成及在光化学传感方面的应用[D];复旦大学;2007年
2 邵则淮;含多齿氮配体的功能配合物的合成、结构和性质研究[D];复旦大学;2004年
3 周治国;光化学传感器的设计、合成与应用研究[D];复旦大学;2007年
4 刘卫敏;光化学传感器的设计、合成及其识别性质研究[D];中国科学院研究生院(理化技术研究所);2008年
5 李春艳;卟啉、萘酰亚胺等载体的合成及在荧光分子探针和离子选择性电极中的应用[D];湖南大学;2008年
6 王娇炳;基于多酰胺受体的汞离子分子荧光探针[D];大连理工大学;2007年
7 李洪泊;丁二烯/苯乙烯阴离子连续溶液共聚合研究[D];浙江大学;2003年
8 李洪伟;基于磺酰胺基团的汞离子荧光探针的设计、合成及识别机理研究[D];吉林大学;2009年
9 李波;低压离子色谱单柱法测定阴离子及建立离子色谱保留模型的研究[D];四川大学;2005年
10 薛照明;非水电解质组份的量子化学研究及在锂离子电池中的应用[D];中国科学技术大学;2007年
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1 云晓;离子化合物支载的催化剂在环己烯氧化反应中的应用[D];浙江大学;2010年
2 刘钊;多酰胺化合物的合成及其对汞离子的识别性能研究[D];大连理工大学;2010年
3 吕哲;萘系DNA靶向分子和汞离子生物探针的研究[D];大连理工大学;2005年
4 郭柯馨;基于PET机理的Hg~(2+)荧光探针的设计和应用研究[D];大连理工大学;2009年
5 苗自婷;汞离子及氟离子传感器的设计与合成[D];东华大学;2010年
6 张伟彦;零价汞的去除及汞离子检测[D];大连理工大学;2012年
7 罗欣;应用杯芳烃及其衍生物回收废水中银、汞离子的研究[D];南京理工大学;2004年
8 张维;基于有机改性Sol-gel技术的汞离子光化学传感膜的研制[D];福州大学;2004年
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