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硫脲类阴离子受体的设计与阴离子识别

赵永强  
【摘要】: 分子识别是超分子化学研究的核心内容之一,它包括对荷电分子和中性分子的识别。阴离子由于自身的特点,对于它的研究相对发展缓慢,需要对阴离子的识别体系做进一步的丰富和发展。本论文将分为四章介绍阴离子识别的研究进展,阐述本论文中所建立的阴离子传感体系以及相关的理论方法。 第一章介绍了阴离子研究发展现状,发展相对缓慢的原因,阴离子的结构特征及识别受体设计的一般原则。对近三年来国内外有关阴离子比色及荧光化学识别与传感进行了简要的评述。 第二章合成了系列不同取代基硫脲衍生物,研究了基态下分子内电荷转移与取代基的相互关系,通过取代基效应调节分子内电荷转移的过程,利用电荷转移对环境的敏感性实现对阴离子识别/传感。这类分子中含有简单的生色团-硝基苯胺,可应用于目视比色法测定阴离子的体系。利用取代基对硫脲分子内电荷转移的影响,通过阴离子对主体分子内电荷转移态的微扰,采用吸收光谱法研究硫脲类分子与阴离子间的选择性结合。 第三章研究了硫脲-铜配合物应用于阴离子识别研究,实验结果表明硫脲-铜配合物和AcO~-离子结合形成三元配合物。我们还比较了其它含氧酸根阴离子如H_2PO_4~-、HSO_4~-和ClO_4~-对该硫脲受体及其Cu~(2+)配合物吸收光谱的影响。结果显示,H_2PO_4~-对主体吸收光谱的影响与AcO~-相似,表明阴离子配合的形成,而其它的阴离子加入后吸收光谱无明显变化。硫脲受体对AcO~-、H_2PO_4~-的结合常数分别为6×10~6L·mol~(-1),4.3×10~4L·mol~(-1),结合常数的大小与阴离子的碱性强弱相关。考察H_2PO_4~-对Cu~(2+)配合物吸收光谱的影响时发现,主体与阴离子形成稳定的配合物后不再与铜离子结合,可认为阴离子的空间构型是导致这一现象产生的主要原因。 第四章报道一种简单快速的荧光光谱法测定阳离子表面活性剂,研究了氯化十四烷基二甲基苄铵(Zeph)、氯化十六烷基吡啶(CPC)十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)与茜素红相互作用形成离子缔合物的3个体系的荧光光谱,考察了它们的光谱特征,适宜的反应条件和实际应用。方法操作简便、快速、灵敏度高,对于不同CS的检出限在0.018-0.032μg/ml,方法具有较好的选择性,用于合成样品中CS的测定,结果满意。


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