4总结 24

致  谢 29

附录 30

1前言

1。1 课题来源及背景、研究目的

阴离子识别因其在各种化学，生物和环境过程中发挥重要作用而受到相当大的关注。传统的阴离子识别主要基于一些定量的分析测试方法，主要包括滴定法[1]，化学沉淀法、分光光度法，电化学方法[2]等一些仪器测试方法。但这些方法都需要昂贵的仪器并且操作繁琐，同时这些方法不适合用来检测生物体和环境过程中的阴离子[3]，这都阻碍了这些测试方法在阴离子识别过程中的应用。随着超分子化学的发展，基于发展人工合成的阴离子探针的方法慢慢取得了长远的发展。在此基础上，阴离子荧光探针的易得和快速实施已引起人们相当大的兴趣。

荧光探针因为其简单、在荧光实验中较高的选择性和灵敏度的特性，在过去的十年中，同时在超分子化学学科中，已经成为一个重要的研究领域，并引起了越来越多研究者的重视；荧光探针是一个分子系统，由该系统和一个化学物质相互作用使得其物理化学性质发生改变，导致了荧光变化的产生[4]。荧光探针通常主要由三个基团构成：一是能表达信号的荧光基团,二是有识别能力的客体分子接受体,这两部分一般通过连接基团连成一体,形成所谓的“荧光基团-连接基团-受体基团”模式[5]。

当荧光基团连接在受体基团时，荧光基团的光物理性质，例如：荧光强度、发射波长、荧光寿命等均通过不同的机制发生改变，同时也是这些改变表明二者已经连接。正因为如此，在设计新的荧光探针时，荧光基团和受体基团之间的新的传感机制引起人们持续的并且越来越浓重的兴趣。

根据不同的光物理过程，光学传感器的传感机制包括光诱导电子转移(PET)、分子内电荷转移(ICT)、金属配体电荷转移(MLCT)、扭曲的分子内电荷转移(TICT)、电子能量传递(EET)、荧光共振能量转移(FRET)等等。其中荧光共振能量转移机制(FRET)在用于环境监测和医学诊断的荧光探针的设计中引起了很多研究者的关注。该机制是指两个荧光发色基团在足够靠近时，当供体分子吸收一定频率的光子后被激发到更高的电子能态，在该电子回到基态前，通过偶极子相互作用，实现了能量向邻近的受体分子转移[6]（即发生能量共振转移）。FRET机制是一种非辐射能量跃迁，通过分子间的电偶极相互作用，将供体激发态能量转移到受体激发态的过程，使供体荧光强度降低，而受体可以发射更强于本身的特征荧光（敏化荧光on），也可以不发荧光（荧光猝灭off），同时也伴随着荧光寿命的相应缩短或延；能量转移的效率和供体的发射光谱与受体的吸收光谱的重叠程度、供体与受体的跃迁偶极的相对取向、供体与受体之间的距离等因素有关[7-8]。

虽然用于阴离子的荧光和比色探针已经有过相关研究、报道，但目前关于阴离子基于FRET机制的双位点控制的荧光和比色探针的报道及研究较少，因此，本课题设计、合成了一种基于FRET机制的双位点控制的新型荧光探针，主要用于氰离子的检测、识别。

1。2理论意义和实际应用价值

阴离子作为目前化学、生物学、医学等各大学科的一个重要的分支，与很多学科都有着密不可分的联系，因此也获得了越来越多研究者的重视，成为超分子化学中以迅猛速度成长起来的研究领域之一。如在生物学中，含氟化合物被用于预防蛀牙、饮水加氟等其他的口腔卫生产品中；硝酸根和硫酸根离子是造成酸雨的主要原因；农业生产中，磷酸盐肥料的过量使用使河流富营养化等等；另外，阴离子型聚丙烯酰胺可以用于各类工业废水处理，如絮凝沉降，沉淀澄清，举例来说，比如直接应用于钢铁厂废水，冶金废水，洗煤废水等污水处理、污泥脱水；还可用于饮用水澄清和净化处理等等。能够起到处理废水的作用主要是因为其分子链中含有一定数量的极性基团，这些极性基团能够通过吸附水中悬浮的固体粒子，使粒子间架桥或通过电荷中和使粒子凝集成更大的絮凝物，由此加快了悬浮液中粒子的沉降，可以达到非常明显的加快溶液澄清速度、提高过滤的效率等目的。