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文献综述1基于C-C形成的CN识别探针(1) Michael加成反应Kim等人研究的荧光探针1、2、3和Dong等人研究的荧光探针4识别CN的作用过程如下图[34-37]。这些受体探针均含有α,β-不饱和羰基，利用吸电子基硝基、醛基或酮类基团作为Michael加成反应的受体。在这些吸电子基的作用下，CN加成到Michael加成受体的β/δ位置，最终使受体1、2、3产生显著的荧光变化，从而达到检测CN的目的。受体1在乙腈溶液中，由于由共轭二甲基氨基和不饱和的羰基的存在而产生的电子转移淬灭效应，致使受体1只有微弱的荧光。受体1在CN的作用下，过渡到中间体烯醇1a，再通过荧光酮的形式形成最终的稳定结构1b。在受体1与CN反应过程中，受体1分子内的PET（光致电子转移）过程被阻断，最终使原本微弱的荧光增强。受体1在识别CN的过程中，其溶液的颜色由黄色变为无色，可通过肉眼观测到。受体1的检测极限为1.7 μM。31493
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Lin等人在利用共轭加成的机理的基础上，设计并合成了识别检测CN的荧光探针，其识别反应如下图[38]。在乙腈中，该受体在523 nm处有一个吸收峰，在573 nm、473 nm处有两条发射带。加入CN后，363 nm处出现了一个新的吸收峰，同时523 nm处的吸收峰明显降低。此外，该受体在573 nm处的发射带强度明显降低，而473 nm处的发射带有略微的增加。该识别过程较为快速，在1 min之内即可完成，该受体检测CN的极限为328 nM。论文网
(2) 形成氰醇的反应
含羰基的化合物是已知的容易与CN反应，生成相应的氰醇化合物。这类反应是通过分子内氢键作用使反应更易于发生，基于此部分该类化合物可以作为识别CN的探针。[39]Lee等人设计研究的探针识别CN的反应过程如下图所示[40]，在含醛基的酰基胍的HEPES(pH=7.0; 100 mM)乙腈水（1:9，V/V）的混合溶液中加入CN(100 eq)，导致在320 nm处的吸收峰降低，同时在290 nm处产生新的吸收峰的强度增加。这是由于探针1在CN作用下，生成了1a。CN与探针1作用产生的大的二阶速率常数（22.3 M-1s-1）是探针1分子内醛基上的羰基通过紧密的氢键作用使极化作用增强的结果。此外，在CN(300 eq)的作用下，探针1在440 nm处的荧光强度增强达7倍之多。
Goswami等人研究的探针作用过程如下图所示[41]。该探针包含醛基，是基于ESIPT（激发态分子内质子转移）作用机理的受体，能够在水溶液中识别检测CN。该受体包含2-(2-羟基苯基）苯并噻唑，在521 nm处有一条绿色发射带。加入CN后，521 nm处的发射强度明显降低，同时436 nm处的强度增加，并且在488 nm处有一等发射点。此外，该反应过程还伴随着溶液颜色由绿色到蓝色的变化，可以通过肉眼观测到的。受体1的醛基上的氧通过CN的亲核加成最终形成1a，阻止了ESIPT过程，导致溶液荧光和颜色的发生了变化。通过对发射强度比率I463nm/I521nm的分析，得知该受体对CN的检测极限是1.6 μM。
(3) 基于CN加成形成二氰乙烯类化合物
1,1—二氰乙烯基可作为选择性识别CN的基团来合成识别CN的探针。在识别过程中，CN共轭加成到1,1—二氰乙烯基团上生成稳定的阴离子加合物，同时伴随着受体溶液的吸收峰和荧光发射强度的变化。[41]
Li等人设计研究的在乙腈中识别CN的探针反应过程如下图[42]。CN加入到受体1的乙腈溶液后，CN与1中的二氰乙烯基加成生成1a。在这个过程中，受体1的共轭电子网减弱了，ICT（分子内电子转移）效率降低了，最终导致其对应的吸收峰发生了从515 nm到435 nm的蓝移。受体1识别CN的过程伴随着溶液颜色的变化，可以通过肉眼观测到，其检测CN的极限为1.1 μM。