钯—偶氮类新型分子探针与锡的分子传感研究

论文摘要

将分子识别作用转化为灵敏、易检测的光学信号的分子传感器是“分子识别”研究在分析科学新的发展需求下的一种应用形式。由于它在环境或生物微观系统的组成和结构探测方面的重要应用潜力,已成为目前国际前沿性研究的热点之一。铂族金属化合物特殊的电子和空间结构性质使它们在光学分子传感方面有着巨大的应用潜力。本文在实验室原有的工作基础上,成功地将环金属化钯-偶氮类配合物应用于新型光学分子传感器的设计,其传感的目标物种涉及阴离子、硫化氢气体和含锡化合物等几类物种。论文分为三章,分别包括以下主要内容:第一章绪论首先简要介绍了光学分子传感器的基本概念和基本设计思路,接下来重点综述了铂族金属配合物作为光学分子传感器的研究进展,最后对这些相关研究进行分析和总结,结合本实验室的工作基础,提出本论文的研究设想。第二章钯-偶氮类探针应用于水溶液中硫氰酸根离子和硫化氢气体的传感研究本章分两部分:首先,研究了两个不同构性的环金属化钯-偶氮类化合物MoP和AbP应用于水相阴离子检测的光谱性质,接下来对比研究了配体的结构变化对它们的光谱行为和反应性能的影响。实验表明,MoP对SCN-具有高选择性的光谱和显色响应,并且可以在生理pH的水溶液中实现对SCN-在10-7mol/L水平上的定量检测。而AbP对阴离子响应的选择性则较差。其次,我们通过对配体结构的合理设置,合成了一种基于钯-偶氮配合物的新型H2S光学分子探针,并初探其对H2S气体的检测应用。该探针对水溶液中的H2S气体具有高选择性的光谱和显色响应,可在0.10-50.0 mg/L的浓度范围内对H2S进行肉眼检测,可望应用于与内源性H2S相关的生理代谢过程的研究。第三章金属间相互作用与锡的分子传感研究首先介绍了一种基于钯-偶氮类配合物的对含锡化合物具有高选择性响应的光学分子探针TAR-Pd。TAR-Pd不仅对含锡化合物（简称TCS）具有灵敏的、高选择性的显色响应能力(对无机锡离子和有机锡化合物的裸眼识别分别可达到10-6mol/L和10-5mol/L),并且在其传感过程中TCS诱发形成的探针分子间Pd（Ⅱ）-Pd（Ⅱ）相互作用使光谱上呈现显著的近红外吸收。其次,设计了一类基于含硼酸荧光金属受体的新型羟基化有机锡的荧光分子探针2-PB。该探针在水溶液中对羟基化有机锡具有高选择性的荧光响应,可在10-6-10-4mol/L的浓度范围内对其进行定量检测,可望用于活体中羟基化有机锡的原位检测。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 第一节 光学分子传感器简介
• 1.1.1 分子识别与分子传感器
• 1.1.2 光学分子传感器的概述
• 1.1.3 光学分子传感器设计的基本原理
• 1.1.4 基于过渡金属配合物的光学分子传感器
• 第二节 铂族金属配合物光学分子传感器
• 1.2.1 铂族钳形配合物
• 1.2.2 环金属化铂族配合物
• 第三节 论文设想和目标
• 参考文献
• 第二章 钯-偶氮类探针应用于水溶液中硫氰酸根离子和硫化氢气体的传感研究
• 第一节 前言
• 第二节 探针的合成与表征
• 2.2.1 探针AbP和MoP的合成与表征
• 2.2.1.1 探针AbP配体的合成与表征
• 2.2.1.2 探针AbP的合成与表征
• 2.2.2 探针P1的合成与表征
• 2.2.2.1 探针P1的合成
• 2.2.2.2 探针P1的表征
• 第三节 双核环金属化钯-偶氮类配合物构性变化对阴离子传感影响的对比研究
• 2.3.1 引言
• 2.3.2 实验结果与讨论
• 2.3.2.1 MoP和AbP对阴离子传感的对比研究
• -的吸收光谱法滴定的比较'>2.3.2.2 MoP和AbP分别对SCN^-的吸收光谱法滴定的比较
• 2-和SO₃^2-的传感识别'>2.3.2.3 AbP对S^2-和SO₃^2-的传感识别
• 2.3.3 机理探讨
• 2.3.4 小结
• 第四节 硫化氢气体高选择性光学分子探针设计初探
• 2.4.1 引言
• 2.4.2 实验方法
• 2.4.3 实验结果与讨论
• 2.4.3.1 光谱实验和显色反应
• 2S传感'>2.4.3.2 探针P1在不同pH条件下对H₂S传感
• 2.4.3.3 反应时间的影响和体系的稳定性
• 2S的光谱滴定'>2.4.3.4 对H₂S的光谱滴定
• 2.4.3.5 加标回收实验
• 2.4.4 显色反应机理的探讨
• 2.4.5 小结
• 本章小结
• 参考文献
• 第三章 金属间相互作用与锡的分子传感研究
• 第一节 前言
• 第二节 探针的合成与表征
• 3.2.1 探针TAR-Pd的合成与表征
• 3.2.1.1 探针TAR-Pd的合成
• 3.2.1.2 探针TAR-Pd的表征
• 3.2.2 探针2-PB及相关化合物的合成与表征
• 3.2.2.1 探针2-PB的合成
• 3.2.2.2 探针2-PB及相关化合物的表征
• 第三节 金属间相互作用与锡的分子传感研究
• 3.3.1 引言
• 3.3.2 实验结果与讨论
• 3.3.2.1 TAR-Pd在不同溶剂中的光谱以及对其浓度效应的考察
• 3.3.2.2 TAR-Pd对无机锡离子的高选择性传感识别
• 3.3.2.3 TAR-Pd对含锡化合物的高选择性光谱响应和高灵敏的显色识别
• 3.3.2.4 共存离子的作用
• 3.3.2.5 TAR-Pd对含锡化合物定量分析的可行性考察
• 3.3.3 机理探讨
• 3.3.3.1 TAR-Pd与TCS反应位点考察-红外光谱分析
• 3.3.3.2 TAR-Pd对TCS响应的信号机理的探讨
• 3.3.4 小结
• 第四节 羟基化有机锡的高选择性荧光分子探针初探
• 3.4.1 引言
• 3.4.2 实验结果与讨论
• 3.4.2.1 MPB对HOT的选择性响应
• 3.4.2.2 pH的选择
• 3.4.2.3 反应时间对MPB传感HOT的影响
• 2Cl光谱响应的工作曲线'>3.4.2.4 MPB对BuSn（OH）₂Cl光谱响应的工作曲线
• 3.4.3 机理探讨
• 3.4.4 小结
• 本章小结
• 参考文献
• 仪器与试剂说明
• 英文缩写对照
• 硕士生阶段发表的论文
• 致谢