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分子识别是指主体对客体选择性结合并产生特定功能的过程,是超分子化学研究的基础内容。阴离子识别作为它的一个重要分支,近年来引起了国内外专家学者的广泛关注,其关键是合成具有高选择性的人工识别受体。本文合成了一系列酰胺类受体分子,通过UV-Vis光谱、荧光光谱研究了其阴离子识别性能,具体内容包括以下几部分:
1、简要介绍阴离子识别的发展现状,并从以下几个方面进行剖析:(i)阴离子识别研究的意义及所涉及的分子间相互作用力;(ii)研究阴离子识别的一般方法;(iii)酰胺类阴离子受体的研究进展。
2、分别用传统的有机溶剂法和无溶剂有机合成反应法设计合成了一种含有萘环和香豆素环的酰胺类受体分子II-2,并对其进行了结构表征。利用UV-Vis光谱考察了其与Cl-、Br-、I-及AcO-等阴离子作用。UV/Vis滴定表明,受体分子对AcO-和Br-有比较强的识别能力,并且在识别AcO-的时候发生吸收峰的红移,在314 nm处形成一个新的吸收峰。络合过程分别按受体:底物比例为1:1的模式进行络合,选择识别阴离子的顺序为:AcO->Br->Cl->I-。
3、分别用两种方法合成了两种含不同香豆素环的酰胺类阴离子受体III-2和III-3,并对其进行了结构表征。使用紫外可见吸收光谱研究了受体III-2和III-3与阴离子Cl-、Br-、I-及AcO-的相互作用。结果表明,受体III-3的香豆素环共轭体系比受体III-2的大,吸收峰发生了红移;同时受体III-2和III-3均对AcO-表现出高选择性识别能力,络合过程分别按受体:底物比例为1:1的模式进行络合,对不同阴离子的络合选择性次序为:AcO-> Br->Cl-、I-。
4、设计合成了一种新型的酰胺类分子钳受体IV-2,利用紫外/可见吸收光谱及荧光光谱考察其与Cl-、Br-、I-及AcO-阴离子的作用。当在受体的溶液中加入AcO-溶液时,吸收光谱发生显著红移,溶液颜色由无色转变为棕黄色,而加入其它阴离子则吸光度无显著变化。受体IV-2与AcO-用导致其荧光强度下降,伴随体系颜色变化,而与其他卤素离子作用时荧光强度无明显变化。因此,IV-2可以作为AcO-阴离子的光化学传感器。