新三氮烯试剂的合成及应用

论文摘要

本文总结了到目前为止三氮烯类光度显色剂的种类、合成、结构与性能的关系及其应用情况,较全面的分析了有机试剂分析性能研究的国内外发展情况。三氮烯类显色剂由于其灵敏度高、显色反应的对比度大、配合物的稳定性好、选择性较好等优点,越来越成为显色剂的研究热点。近年来以重氮氨基偶氮苯为母体的三氮烯合成的数量十分之多,许多已经在日常的分析测试中发挥了其作用。有理由相信三氮烯的发展前景是十分光明的。本论文期间合成了三种未报到的新型三氮烯试剂:4,4’-二偶氮苯基-2-羧基-重氮氨基偶氮苯（BBDDAB）、4-氟-4’-偶氮苯基重氮氨基偶氮苯（FADAB）和2,6-二溴-4-硝基苯基重氮偶氮硝基苯（DNBDNA）,这几种三氮烯都是以重氮氨基偶氮苯的衍生物,着重研究了在非水体系下的试剂合成方法,并对几种试剂进行了结构鉴定。比较了几种试剂在共轭面、取代基对有机试剂灵敏度和选择性的影响,指出具有含有四个苯环的三氮烯其显色性能要优于含有三个苯环的三氮烯试剂。本文还详细研究了BBDDAB、FADAB和DNBDNA作为高灵敏度显色剂的分析性能:在pH9.510.5的Na2B407-NaOH缓冲溶液中,非离子表面活性剂Tritonx-100存在下,BBDDAB与Cd（Ⅱ）形成1:2的红色稳定配合物,其最大吸光波长为524nm,最大摩尔吸光系数为ε=1.90×105 L·mol -1·cm-1,Cd（Ⅱ）量在010μg/25mL范围内遵守比耳定律;在在pH9.510.5的Na2B407-NaOH缓冲溶液中,非离子表面活性剂Tritonx-100存在下,BBDDAB与Ni（Ⅱ）形成1:3的红色稳定配合物,其最大吸光波长为540nm,最大摩尔吸光系数为ε=1.56×105 L·mol -1·cm-1 ,Ni （Ⅱ）量在010μg/25mL范围内遵守比耳定律;在pH10.211.0的Na2B407-NaOH缓冲溶液中,非离子表面活性剂Tritonx-100存在下,FADAB与Cd（Ⅱ）形成1:4的红色稳定配合物,其最大吸光波长为524nm,最大摩尔吸光系数为ε=1.79×105 L·mol -1·cm-1,Cd（Ⅱ）量在010μg/25mL范围内遵守比耳定律;在pH7.88.5的Na2B407-NaOH缓冲溶液中,非离子表面活性剂Tritonx-100存在下,DNBDNA与Cu（Ⅱ）形成1:2的红色稳定配合物,其最大吸光波长为535nm,最大负吸收波长为435nm,采用双波长法测定最大摩尔吸光系数为ε=1.1739×105 L·mol -1·cm-1,Cu（Ⅱ）量在010μg/25mL范围内遵守比耳定律。本文还研究了BBDDAB作为高灵敏度显色剂用来同时测定镉、镍。由于镉、镍和BBDDAB形成的络合物光谱十分相似,采用几种化学计量学方法:GA-Bp神经网络、导数-径向基神经网络法和K-矩阵法来对干扰十分严重的光谱信息进行解析,达到能同时测定镉、镍的目的。所拟方法,灵敏度高、准确性高,对电池厂附近的样品中的镉、镍实现同时测定,获得满意结果,有较强的应用背景和社会价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 三氮烯显色剂的概述
• 1.3 三氮烯试剂的分类
• 1.4 结构与性能的关系
• 1.4.1 卤素取代基对试剂性能的影响
• 1.4.2 取代基的位置对性能的影响
• 1.4.3 易成盐基团对试剂性能的影响
• 1.4.4 共轭面体系的增大对性能的影响
• 1.4.5 引入杂环结构
• 1.5 三氮烯试剂的分析性能特征
• 1.5.1 灵敏度高
• 1.5.2 显色反应的对比度大
• 1.5.3 配合物稳定性好
• 1.5.4 选择性较好
• 1.5.5 表面活性剂的使用
• 1.6 三氮烯类试剂的合成及纯化方法
• 1.6.1 试剂的合成方法
• 1.6.2 试剂的纯化
• 1.7 化学计量学方法
• 1.7.1 基于因子分析的多元校正
• 1.7.2 人工神经网络
• 1.7.3 遗传算法
• 1.8 立题背景和意义
• 1.9 课题研究的主要内容
• 第二章 试剂的合成与表征
• 2.1 主要仪器和试剂
• 2.1.1 实验药品
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 （4，4’-二偶氮苯基-2-羧基-重氮氨基偶氮苯）（BBDDAB）的合成
• 2.2.1 合成步骤
• 2.2.2 BBDDAB 的结构鉴定
• 2.3 （4-氟-4’-偶氮苯基重氮氨基偶氮苯）（FADAB）的合成及表征
• 2.3.1 合成步骤
• 2.3.2 FADAB 的结构鉴定
• 2.4 （2,6-二溴-4-硝基苯基重氮偶氮硝基苯）（DNBDNA）的合成及表征
• 2.4.1 合成方法
• 2.4.2 DNBDNA 的结构鉴定
• 2.5 试剂的性质
• 2.5.1 BBDDAB 的性质
• 2.5.2 FADAB 的性质
• 2.5.3 DNBDNA 的性质
• 第三章 新试剂与Cd（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）的显色反应研究
• 3.1 主要试剂与仪器
• 3.2 试剂灵敏度计算方法
• 3.3 新显色剂与Cd（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）的显色性能研究
• 3.3.1 BBDDAB 与Cd（Ⅱ）的显色反应
• 3.3.2 BBDDAB 与Ni（Ⅱ）的显色反应
• 3.3.3 FADAB 与Cd（Ⅱ）的显色反应
• 3.3.4 DNBDNA 与Cu（Ⅱ）的显色反应
• 第四章 化学计量学方法在三氮烯试剂测定金属离子上的应用
• 4.1 概述
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 镉、镍- BBDDAB 的两种络合物的光谱特点
• 4.2.2 配制镉、镍的混合溶液
• 4.3 几种化学计量学方法在三氮烯试剂测定金属离子上的应用
• 4.3.1 基于遗传算法的神经网络训练方法（GA-BP 法）
• 4.3.2 导数-径向基神经网络法（derivative-RBF）
• 4.3.3 K -矩阵法
• 4.4 总结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本项研究工作得到的一些结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文