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杯芳烃是超分子化学中继环糊精、冠醚之后广受瞩目的第三代主体分子。杯芳烃既具有疏水性的π空腔,又有环形酚羟基围成的亲水端,杯芳烃具有多个反应活性点,很容易进行多种化学修饰,可制得含有各种功能团、构象确定、π空腔大小可调的衍生物,这些衍生物在分子识别、模拟酶催化、药物输送、选择催化等领域展现了广阔的应用前景。阴离子在许多和生物过程中扮演极其重要的作用。所以,基于杯芳烃阴离子荧光探针的设计合成、表征和应用是目前的热门的研究课题之一。本文合成了几种不同的杯[4]芳烃席夫碱衍生物(6,7,12,13)及手性杯[4]芳烃衍生物15并进行了识别研究,得到以下一些结果:
1.所有新型化合物的结构都通过1H NMR、13CNMR及IR鉴定,而且通过13C NMR谱图中桥亚甲基的δ值确定了化合物(6,12,15)的空间构象。其中,化合物6为锥形构象,12和15为1,3-交替构象。
2.对叔丁基杯[4]-二乙酸乙酯衍生物4的合成和叔戊基杯[4]-二乙酸乙酯衍生物10的合成进行了比较,发现4和10由于空间构象的不同,1,3-交替的10的合成条件比锥形构象4的合成条件要温和的多;此现象同样适合化合物5和11的合成。
3.以杯[4]芳烃席夫碱衍生物(6,12)为荧光分子传感器,通过荧光光谱滴定考察了它们与阴离子(F-,Cl-,Br-,I-,NO3-,HSO4-及H2PO4-)的识别能力以及光化学传感性质,发现Cl-,Br-,I-,NO3-及HSO4-对6和12的荧光影响不大,但碱性较强F-及H2PO4-使6和12产生新的发射峰,作用的荧光机理可能是激发态分子间质子转移(ESPT),但对H2PO4-的作用较为敏感,可能是由于结构的匹配性。
4.发现含氮叔戊基手性杯[4]芳烃15对扁桃体酸和二苯甲酰酒石酸仍然具有识别作用。