咪唑类阴离子受体的合成及其阴离子识别性能的研究

阴离子配位化学在化学过程和生命科学等相关领域起到十分重要的意义。近年来阴离子配位化学受到广泛的关注，相关研究日益活跃，大量的阴离子受体被合成。在阴离子识别领域中氢键阴离子受体占据主要部分，这些阴离子识别主体由脲、硫脲、胺、酰胺、吡咯、咪唑等识别单元和发色基团通过共价键连接。而比色识别由于其操作简单，选择性好，是一种非常有应用前景的分析检测手段。本论文合成了7种阴离子受体，得到其中3个受体的单晶。通过紫外－可见光谱滴定测定其对7种阴离子（F-，Cl-，Br-，I-，HSO4-，AcO-，H2PO4-）的识别作用，并应用理论计算对其识别机理进行探讨。论文组成如下：第一章绪论部分，介绍了阴离子识别的相关基础知识，及其发展状况。第二章以4,5-二硝基邻苯二胺和两种溴代水杨醛在不同的条件下合成了两种单Schiff类化合物和两种苯并咪唑类化合物，并且通过实验证明单Schiff类化合物是生成苯并咪唑化合物的中间体。通过紫外-可见光谱检测，四种阴离子受体均对AcO-, F-和H2PO4-有很好的选择性识别，两种单Schiff类化合物对以上三种阴离子识别前后溶液颜色由原来的黄色变为红色，可以实现裸眼观测。应用理论计算对它们的识别机理进行探讨，发现单Schiff类化合物的识别位点胺基优于羟基，苯并咪唑类化合物的识别位点为咪唑上的NH基。第三章以4-硝基邻苯二胺和3,5-二溴水杨醛合成苯并咪唑类化合物，并得到苯并咪唑化合物和锌配位化合物[Zn （5）2] H2O，通过紫外-可见光谱检测两种受体分子均能识别AcO-, F-和H2PO4-，但识别机理不同，苯并咪唑类化合物识别前后光谱发生了红移，而[Zn （5）2] H2O的最强吸收峰吸收值增强。第四章合成了一种三脚架结构阴离子受体，柔性的配位环境可以和阴离子形成多重氢键，能够选择性的识别AcO-, F-和H2PO4-。第五章对阴离子受体2-苯酚基-1H-咪唑[4,5-f][1,10]邻菲罗啉的识别作用进行分子结构，分子静电势，热力学数据和光谱模拟的计算，对识别机理进行了探讨。