潜在分子内溴氢键调控的萘酰亚胺阴离子受体的合成及性能测试(2)

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3.1.3 反应装置 16

3.2合成步骤 17

3.2.1 N-正丁基-4-溴-1,8-萘酰亚胺的合成 17

3.2.2 N-正丁基-4-甲氧基-1,8-萘酰亚胺的合成 18

3.2.3 N-正丁基-4-甲氧基-3-溴-1,8-萘酰亚胺的合成 19

3.2.4 N-正丁基-4-（2-吡啶乙腈）- 3-溴-1,8-萘酰亚胺的合成 20

3.3探针3-Br的识别性能研究 22

3.3.1探针3-Br识别阴离子的紫外-可见光吸收光谱性能研究 22

3.3.2探针3-Br识别阴离子的荧光发射光谱性能研究 26

3.3.3探针3-Br检测CN-的紫外-可见光检测限 28

4结果与讨论 29

致谢 32

附录 33

1前言

1.1课题来源及背景

化学作为人们最熟知的一面主要是研究以共价键相结合为基础的分子的合成、结构、性质和变换规律。然而以J. M. Lehn为主要代表的研究者所提倡的超分子化学已逐渐成为今后化学发展的另一个全新的领域并实现广泛的应用。超分子化学是化学与生物学，化学与物理学、化学与材料科学、化学与信息科学、和化学与环境科学等多学科构成的边缘学科，亦称主——客体化学。目前超分子化学包括三个方面的研究内容：1）分子识别；2）分子传输；3）分子催化。其中，分子识别作为超分子化学的核心内容之一，被相关学者掀起了一股研究热。分子识别是指主体（受体）对客体（底物）选择性结合并产生某种特定功能的过程，是两个或以上的分子之间通过非共价键结合相互作用。除了氢键，金属耦合，疏水性，范德华力等直接相互接触的作用以外，在溶液中，水常常可以起到很重要的介导作用。而分子识别又可分为三点：1）阴离子识别；2）阳离子识别；3)中性分子识别[1]。

阴离子识别是超分子化学的重要分支之一；由于阴离子广泛存在于环境、生物体内，对动植物的生理代谢及其机制调节起着至关重要的作用，因此最近几十年里来，人们已经设计、合成了具有潜在应用价值的阴离子化学传感器。该系列化学传感器在介质溶液中，能够选择性的识别一些重要的阴离子，从而实现了阴离子在医学、生物学和环境科学等领域的应用，引起了研究者们的广泛关注[2-3]。常见的阴离子有CN－, Cl－, Br－, I－, ClO4－, NO3－, AcO－, H2PO4－, HSO4－, F－。阴离子的几何构型具有多样性，常见的几何构型有球形(F－、Cl－、Br－、I－)、有平面型(NO3－、RCO3－)、有四面体型( PO43－、SO4－、ClO4－)等等。一般阴离子半径普遍较大,因此导致其电荷密度小，所以原子半径越小的原子其得失电子的能力也越强，具有很强的溶剂化趋势效应的特点。阴离子与探针的识别作用主要受限于阴离子，因此知道阴离子的识别类型是设计探针化合物的基础。阴离子与阴离子探针之间的相互作用方式形式存在多种多样性，但大致阴离子识别方式可分为以下几种方式：1）氢键作用、2）静电作用、3）协同作用、4）化学反应作用。

氰根离子对人体有极大的危害[4]，它对人体的血管、呼吸道、心脏、中枢神经系统、内分泌系统和代谢系统等正常生理功能都会产生很大的影响[5]。氰化物是一种结合血红素辅因子，以抑制终端呼吸链酶细胞色素C氧化酶的有毒阴离子[6]。细胞缺氧造成此类事件通常会导致致命的后果。CN的摄取也引起了浓度细胞内Ca2+引发酶促事件的级联以增加的活性氧（ROS）的水平和抑制抗氧化防御系统[7-8]。氰化物通过口腔、皮肤等渠道被人体吸收后，在人体内发生分解析出氰根离子，氰根离子与细胞中线粒体内的氧化型细胞色素氧化酶的三价铁发生反应，阻止其霉中的Fe3+被还原,使得细胞呼吸功能受到影响,导致相关组织细胞不能正常吸收和利用氧气,因此造成组织细胞慢慢缺氧,身体机能丧失，产生严重的中毒后果。另外，某些腈类化合物的分子本身还具有直接对中枢神经系统起到一定的抑制作用，中枢神经系统对缺氧最敏感，故当机体受到氰根离子入侵时大脑首先受损，导致中枢性呼吸衰竭而死亡。组织细胞内多种酶的活性也会受到氰根离子的影响，如琥珀酸脱氢酶、脱羧酶、过氧化物酶及细胞色素氧化酶等等；其中细胞色素氧化酶对氰化物最为敏感。此外，氰化物在消化道中释放出的氢氧离子也具有腐蚀作用。更有甚者，氰化物盐具有很强的残留性，并且氰化物盐在电镀、塑料的制造、金银萃取、冶金、制革都有很大的应用，所以氰化物盐会对环境造成不可估量的危害[9]。因此对氰根离子的检测受到了越来越大的关注，同时，在阴离子识别方面，氰根离子荧光探针也受到了研究者的广泛兴趣[10]。