含荧光团环状二茂铁阴离子受体的合成及其多重响应离子识别

基于电化学信号响应的二茂铁阴离子受体的设计与合成是阴离子化学传感器的一个重要研究领域。但目前文献报道的这类受体分子的选择性及灵敏度尚不理想，且多以单一电化学信号响应为主。为了提高二茂铁阴离子受体离子识别的选择性及灵敏性，及提高离子识别信号检测的准确性，本申请项目拟研究基于氢键识别、具有荧光及电化学信号响应的环状二茂铁阴离子识别受体。合成出系列以酰胺、胺、脲、硫脲等氢键给体作为阴离子识别单元，以萘、蒽为荧光团，不同空腔内径及构型环状二茂铁阴离子受体；通过电化学、荧光光谱、核磁滴定等方法研究受体分子在有机溶剂及含水溶液中对不同阴离子(卤素、羧酸根、磷酸根、硫酸根等) 的识别能力；通过核磁滴定、DFT计算及X-Ray单晶衍射研究其识别机理；在此基础上，归纳新型环状受体分子阴离子识别电化学传感及荧光传感的规律性；为设计合成有应用前景的二茂铁阴离子受体提供实验依据及理论证明。

将荧光基团通过合理的共价键连接到二茂铁阴离子受体，将有可能得到具有荧光及电化学信号双重响应阴离子化学传感传感器，提高阴离子检测的选择性及灵敏度。本项目合成并表征系列含萘、联萘、蒽、芘、环形、吖啶等荧光团，环形、非环及钳形二茂铁阴离子受体；通过电化学方法（循环伏安法与差分脉冲法）荧光光谱、紫外可见光谱研究了受体分子对不同构型阴离子(卤素、羧酸根、磷酸根、硫酸根等) 的识别能力；通过核磁滴定及DFT理论计算研究了受体分子与阴离子的作用机理。研究结果表明这些受体分子对选择性的阴离子如磷酸二氢根有很好的氧化还原电位负移及荧光增强响应；具有特定空腔内径预组织好的环形及钳形受体分子较其他非环受体有更好的阴离子识别能力；同时得到了一些在含水有机溶剂中识别阴离子、多信号响应受体分子。项目的完成加深了二茂铁阴离子受体的认识，为设计合成有应用前景的多信号响应阴离子化学传感器提供了实验依据及理论证明。