光化学传感器是一种通过输出光信号来指示对目标分子识别信息的分子器件,在生物医学、环境检测和分析化学等领域中有广泛的应用,光化学传感器的设计及合成和性质研究在目前仍然是超分子化学研究领域的热点之一。基于希夫碱链连结的光化学传感器分子具有良好的选择性和新颖的键合传感机制,而且在制备合成上难度相对较小,即使在分子中引入一些简单的光活性基团,其合成物也有可能对一些特定的离子或分子表现出卓越的敏感性。本文采用腙类或酰腙类等希夫碱链作为连结体,以香豆素衍生物、酚类衍生物及硝基苯衍生物等光活性基团为光谱信号系统,部分地选用了冠醚环作为捕获体,制备合成了不含捕获环的香豆素腙类衍生物和含捕获环的冠醚腙类衍生物共两类七种光化学传感器分子,并通过熔点测定、元素分析和核磁共振氢谱对合成物的组成和结构进行了表征。采用紫外可见光谱和荧光光谱法考察了它们对多种重要金属离子的选择识别及传感性能。具体工作如下:1、本文的第二章合成了对二甲氨基苯甲醛-2-（4′-甲基香豆素-7′-氧基）乙酰腙（2-L1）,2,4-二羟基苯甲醛-2-（4′-甲基香豆素-7′-氧基）乙酰腙（2-L2）,4-羟基苯甲醛-2-（4′-甲基香豆素-7′-氧基）乙酰腙（2-L3）,4-羟基苯甲醛缩α-萘胺（2-L4）和6-甲基-4-甲醛香豆素-4-硝基苯腙（2-L5）,采用紫外可见光谱法和荧光光谱法考察了乙醇溶剂中2-L1、2-L2、2-L3、2-L4和2-L5对各种金属离子(K⁺、Ba²⁺、Ca²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Na⁺、Li⁺、Mg²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Hg²⁺、Tb³⁺和Al³⁺)的选择识别性能。紫外可见光谱研究表明,2-L1、2-L2、2-L3和2-L5对所测得的各金属离子均无明显的光谱响应;2-L4对Al³⁺有识别传感作用。荧光光谱显示,2-L1和2-L2对Al³⁺均有选择性,加入Al³⁺后2-L1在380nm处的荧光显著增强,2-L2在415nm处的荧光增强约15倍,与2-L1与相比,2-L2有较高的灵敏度;2-L3对Cu²⁺有选择性,加入Cu²⁺对2-L3在375nm处的荧光产生强烈的猝灭;2-L4对Al³⁺、Pb²⁺、Tb³⁺有选择性识别作用,加入Al³⁺使2-L4在420nm处的荧光显著增强,Pb²⁺和Tb³⁺的增强幅度相对较小,三者由强到弱的顺序为Al³⁺>Tb³⁺>Pb²⁺,2-L4对Al³⁺的选择性不受其它离子干扰;2-L5对金属离子无选择性。2、为了研究冠环对金属离子的选择识别性能,本文的第三章合成了4-（N-氮杂-15-冠-5）苯甲醛-4-硝基苯腙（3-L1）,4-（N-氮杂-15-冠-5）苯甲醛-2,4-二硝基苯腙（3-L2）,采用紫外光谱法考察了乙醇溶剂中3-L1和3-L2对多种重要金属离子K⁺、Ba²⁺、Li⁺、Ni²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺、Na⁺、Ca²⁺、Zn²⁺、Co²⁺、Tb³⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Cu²⁺的选择识别性能。紫外可见光谱研究表明,3-L1对Cu²⁺有选择性,加入Cu²⁺后3-L1在433nm处的吸收峰显著降低;冠醚与Cu²⁺的键合计量比为1:2,lg K_s为9.5。3-L2对Cu²⁺和Al³⁺有识别作用,3-L2优先选择Cu²⁺而以1:2的计量比和8.6的稳定常数（lg K_s）键合。3-L2与Al³⁺以1:1的计量比键合,其稳定常数（lg K_s）等于3.1。Cu²⁺能够使3-L1和3-L2的乙醇溶液由黄色变成无色,3-L1和3-L2可作为Cu²⁺的高效选择性比色化学传感器。