氨基卟啉衍生物的合成及其性质研究

论文摘要

卟啉和金属卟啉化合物具有高的荧光量子产率、大的Stokes位移、相对长的激发和发射波长,而被广泛应用于分子识别中。卟啉作为荧光发色团用于传感器或分子探针可采用两种形式即卟啉和金属卟啉配合物,为此本文学位论文设计合成了三种氨基卟啉的衍生物：Por-BM、Por-SM、NBPor-N-2Zn2+,并利用NMR. IR、MALDI-TOF-MS对化合物进行了表征。通过其光物理行为及其与检测物的作用导致的光物理性质的变化进行了分子识别的研究,研究结果表明：1.所合成的化合物Por-BM、Por-SM、NBPor-N-2Zn2+均有很好的稳定性,作为四苯基卟啉的衍生物,同样具有较大的摩尔吸光系数,大的荧光量子产率,和较长的激发和发射波长,且提高了其在常见溶剂中的溶解性2.在分子识别方面的应用是Por-BM和Por-SM均可以作为识别铜离子的荧光探针,其中含有两个识别基团的Por-BM对铜离子有高效的、单一的选择性,并且受其他金属离子的干扰较小,在水体系中铜离子的最低检测限为3.1×10-7mol/L,而含有一个识别基团的Por-SM对铜离子也有很好的选择性,只有个别离子有少量的干扰。3.化合物NBPor-N-2Zn2+连接了两个卟啉锌基团,每个金属卟啉都可以参与向配位,在二氯甲烷溶液中,能和链状二胺有机小分子发生轴向配位,和长度适宜的Tetra ethylenepentamine （5-N）形成了1：1的配位形式,结合常数为1.611×107M-1,和链长短些的triethylenetetramine （4-N）、diethylenetriamine （3-N）形成了1：2的配位形式结合常数分别为4.6×106M-1和1.0856×106M-1。在分子识别方面锌卟啉NPorN-Zn对长度适宜的二胺有机小分子有较好的识别效果。以上研究结果表明：Por-BM可以作为较好的铜离子荧光探针,有望用于水环境中以及细胞内痕量铜离子的检测,NBPor-N-2Zn2+对二胺小分子有较强的识别能力,但其选择性不足,还需进一步改进。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 卟啉的简介
• 1.1.1 卟啉的结构
• 1.1.2 卟啉化合物的物理、化学性质
• 1.1.3 卟啉化合物的合成方法简介
• 1.2 荧光化学传感器
• 1.3 分子识别
• 1.4 卟啉化合物在分子识别中的应用
• 1.4.1 对离子的识别
• 1.4.2 对糖分子的识别
• 1.4.3 卟啉对生物大分子的检测
• 1.4.4 卟啉对有机小分子的识别
• 1.5 本文的设计思想与选题意义
• 第二章 目标化合物的合成与表征
• 2.1 序
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器与试剂
• 2.2.2 Por-SM的合成
• 2.2.3 Por-BM的合成与表征
• 2+的合成与表征'>2.2.4 化合物的Dpor-N-2Zn²⁺的合成与表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 氨基卟啉的合成分析
• 2.3.3 5,10-二（4-氨基-苯基）-15,20-二苯基卟啉的结构表征
• 2.3.4 Cis-和Trans-二氨基卟啉（3、4）的合成结果分析
• 2.3.5 Por-BM的合成
• 第3章 卟啉枝连载体对铜离子的识别
• 3.1 引言
• 3.2 Por-BM的光谱性质
• 3.3 Por-BM对金属离子的识别
• 3.3.1 选择性
• 3.3.2 滴定试验
• 3.3.3 干扰试验
• 3.3.4 化学计量比
• 3.3.5 识别机理
• 3.4 Por-BM和铜离子的配位模式
• 3.5 Por-SM对离子选择性
• 2+的离子响应'>3-6 Npor-N和Npor-N-2Zn²⁺的离子响应
• 3.7 小结
• 第四章 卟啉衍生物对二胺类有机小分子的识别
• 4.1 引言
• 2+光谱性质'>4.2 Npor-N-2Zn²⁺光谱性质
• 2+和Npor-N的光谱性质'>4.2.1 Npor-N-2Zn²⁺和Npor-N的光谱性质
• 2+和5-N的作用'>4.3 Npor-N-2Zn²⁺和5-N的作用
• 4.3.1 作用位点
• 4.3.2 结合比例和结合模型
• 2+的紫外吸收'>4.3.3 不同PH值下Npor-N-2Zn²⁺的紫外吸收
• 4.3.4 不同溶剂下的作用情况
• 4.4 和4-N的作用
• 4.4.1 结合比例
• 4.5 和3-N的作用
• 4.5.1 结合比例
• 4.6 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A （攻读学位期间发表论文目录）
• 谱图