识别磷酸二氢根离子荧光探针的研究进展

分子识别是指主体对客体选择性结合并产生特定功能的过程,是超分子化学研究的重要内容。它包括对中性分子、阳离子和阴离子的识别,其中阴离子识别相对前两者发展较为迟缓,亟待丰富和发展。阴离子识别作为分子识别的一个重要分支,近年来引起了国内外专家学者的广泛关注,聚焦点是合成具有高选择性识别各种阴离子的人工识别受体。磷酸二氢根离子广泛存在于各种生命体中,所以磷酸二氢根的识别在生物医药,环境保护,材料化学等领域的发展进程中起着至关重要的作用。本文总结了一些能与磷酸二氢根特异性结合的受体,这些阴离子识别受体由尿素或硫脲、酰胺、吡咯、咪唑、吡啶等识别单元和发色基团通过共价键连接,并且与H_2PO~-_4主要以氢键结合。     

基于芘的离子荧光化学传感器

芘是一种简单的芳香化合物,在溶液中可形成动态的和静态的激基缔合物,在长波长处出现荧光发射峰。利用单体和激基缔合物荧光波长的不同,芘常被用作荧光团来合成各种荧光化学传感器。本文对基于芘的荧光化学传感器的研究进展进行综述,主要包括其在单一阳离子、双阳离子和阴离子识别检测中的分子设计、作用机理和应用,并对该类荧光化学传感器的发展前景进行了展望。     

基于DPA识别基团的锌离子荧光传感器

锌离子在生物体系中扮演着重要角色,其分析和检测在疾病诊断和医疗检测等方面具有重要价值。用于 Zn²⁺ 检测的荧光传感器具有检测方便、灵敏度高等优点,引起了广泛关注。典型的荧光传感器通常是由识别基团和作为报告单元的荧光团通过间隔基团或直接连接而组成的。识别基团是荧光传感器的作用核心,在高选择性识别过程中起着至关重要的作用。自 1996 年第一次接在荧光素上以来,DPA (N,N-二(2-吡啶甲基)胺, di-2-picolylamine) 基团在锌离子传感器的设计中得到了广泛应用。本文综述了近年来文献中报道的基于 DPA 识别基团的锌离子传感器,介绍了锌离子荧光传感器的合成方法与识别原理,最后简单介绍了锌离子传感器中其它几种常见的识别基团。     

咪唑修饰的卟啉化合物的合成及其对卤素离子的选择性识别

设计合成了以卟啉为分子“探针”的咪唑修饰的卟啉类化合物4和5. 通过对核磁共振氢谱、紫外-可见光谱及荧光发射光谱的研究显示, 化合物5通过卟啉环中心的锌及2个咪唑环上的活性氢与卤素离子形成三点键合超分子络合物, 并能选择性识别氟离子和氯离子(键合常数分别为5.95×10⁴和7.17×10⁴ mol^-1·L).     

基于吖啶的荧光化学传感器研究进展

吖啶具有刚性平面结构,荧光性能十分优越,因此可以用于荧光化学传感器的合成.本文作者综述了近几年来吖啶类荧光化学传感器的研究进展;介绍了吖啶类荧光化学传感器对阳离子、阴离子和手性化合物的识别性能,并展望了此类传感器的理论和应用前景.     

两种新型F-荧光化学传感器的合成及其性质研究

本文设计合成了N⁶-对甲苯磺酰胺腺嘌呤(I)和邻苯二对甲苯磺酰胺(Ⅱ)两种主体化合物.通过对其与阴离子物种之间相互作用的研究发现,它们在乙腈溶液中和Cl^-、Br^-、NO₃^-、NO₂^-、HSO₄^-、Ac^-、F^-几种阴离子相互作用时,仅对F^-具有专一的选择性识别作用.F^-离子可使I和Ⅱ主体的荧光吸收猝灭并发生红移.通过试验证明,F^-离子和I、Ⅱ主体的识别作用机理是因形成了激基缔合物.     

含萘基团对铜离子具有高选择性的化学荧光传感器

设计合成了一种新的含萘和二吡啶甲基胺基团的荧光化学传感器,并利用氢核磁波谱和质谱对其结构进行了表征.新合成的化合物在乙腈和水的混合溶液中表现出了对二价铜离子具有很高的选择性,与铜离子的键合增强了其荧光强度.荧光和激发光谱滴定表明传感器分子与二价铜离子形成了1∶2的配合物.化合物中的N与铜离子的配位阻止了电子从分子中的N...     

高选择性氟离子识别受体的设计与识别机理

将酰胺识别基团耦合至基态具有分子内电荷转移特征的对硝基苯基偶氮苯胺分子中,设计合成了受体分子N-苯甲酰基4-(4'-硝基苯基偶氮基)苯胺(3),对氟离子表现出极高的识别选择性.乙腈中该受体3的最大吸收峰位于380 nm,加入氟离子后,该吸收峰强度逐渐减弱,同时在530 nm处出现新的吸收峰,后者为受体分子与氟离子形成的1:1配合物的吸收峰.溶剂极性效应实验表明,该吸收峰具有电荷转移特征.引入氟离子后受体3溶液的颜色由浅黄色转变为紫红色,可实现氟离子的裸眼检测.质子溶剂效应,1H NMR滴定为受体分子3与阴离子间的氢键作用本质提供了直接证据.     

汞离子荧光、比色传感器

基于主客体识别的汞离子比色、荧光传感器由于使用方法简单、灵敏度高、不需要昂贵仪器等优势,受到了越来越多的关注。本文综述了近年来汞离子比色和荧光传感器的研究进展。本文根据作用机理将汞离子比色、荧光传感器分成三类,即通过特殊反应识别汞离子的传感器,通过配位作用识别汞离子的传感器以及基于纳米材料的汞离子传感器。其中通过特殊反应识别的传感器根据具体反应类型又可分成汞离子诱导的罗丹明上的内酰胺环开环型、汞离子与含硫(硒)的受体发生脱硫(硒)反应使受体氧化或关环型、汞离子与受体发生加汞化反应型和汞离子使受体发生汞离子催化的化学反应型这四类。本文对这些类型的汞离子传感器从设计原理、识别性能和机理等方面进行了介绍,并展望了该领域的研究方向。     

基于咔唑衍生物的荧光化学传感器的合成及其对金属离子的选择性识别性能

以咔唑为原料合成了2个荧光化学传感器,所得化合物的组成和结构经元素分析以及质谱、红外光谱、核磁共振氢谱验证.通过在25℃下进行荧光光谱滴定,研究了传感器在体积比为1∶1的二甲基亚砜/水缓冲溶液[三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(Tris-HCl),pH=7.4]中对Cu2+和Fe3+的选择性识别作用.结果表明,所合成的传感器与Cu2+和Fe3+形成1∶1的配合物并导致荧光猝灭,并对Cu2+离子和Fe3+离子具有较高的选择性识别和荧光传感性能.     

A Highly Selective Fluorescent Chemosensor for Cu2+

A new Zn²⁺ probe L2-Zn(L2=naphthofuran carbonylhydrazone derivant) was synthesized as a fluorescence chemosensor for Cu²⁺, by which Cu²⁺ ion could be detected with high selectivity and sensitivity in a wide pH range via a displacement “turn-off” signaling strategy. Whereas the coordination between Zn²⁺ and L2 resulted in a considerable enhancement of typical luminescence of a naphthalofuran group in complex L2-Zn, the addition of Cu²⁺ ion led to a dramatic decrease in the emission intensity of probe L2-Zn at about 503 nm(excitation at 423 nm). The competitive fluorescent experiments showed that other metal ions, such as Hg²⁺, Fe³⁺, Ag⁺, Ca²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Cd²⁺, Pb²⁺, Zn²⁺, Cr³⁺ and Mg²⁺ could not impact the detection of Cu²⁺. The detection limit of the novel probe L2-Zn for Cu²⁺ ion was as low as 2.3×10^-7 mol/L, which is far lower than the guideline value of 1.6×10^-5 mol/L of the United States Environmental Protection Agency.     

Highly selective ratiometric estimation of fluoride ion based on a BINOL imidazolium cyclophane with dual-channel

A novel imidazolium cyclophane S-1, which displays a high selectivity for the recognition toward fluoride ion, has been constructed by using BINOL as scaffold. The fluoride ion induced remarkable red shift both in absorption and emission spectra, which might allow S-1 to be employed as a ratiometric receptor with dual-channel. The chiral recognitions of S-1 with chiral carboxylates were also examined.     

A Quinoline Derivated Chemosensor for Cu^2＋ Recognition

A quinoline derivative N-(2-hydroxyl-naphthylmethyl)-N-(quinol-8-yl)amine(2) was synthesized and characterized, which can selectively recognize Cu2+ over other metal ions such as Zn2+, Cd2+, Sn2+, Pb2+, Hg2+, Ni2+, Mg2+, Cr3+, Mn2+, Sr2+, K+, Ca2+, Na+, Ba2+ in acetonitrile/water(volume ratio 99:1). Cu2+ induced a new absorption peak at 464 nm in the absorption spectrum(ε=4.66×102 L·mol-1·cm-1) and quenched the fluorescence emission of quinoline derivative 2. The binding of quinoline derivative 2 to Cu2+ wa...     

一种能选择性识别磷酸根离子的金属配合物化学敏感器

合成了两种Schiff碱类金属配合物1([Cu(L1)]²⁺)和2([Cu(L2)]²⁺).对它们在强极性溶剂,如[V(水):V(乙醇)=98:2]混合溶剂中与阴离子间的相互作用进行了研究.发现具有C_3v结构的配合物1有着优良的检测PO₄^3-离子的能力.通过UV光谱滴定实验,表明配合物1和PO₄^3-间形成了1:1的稳定配合物.配合物1对HPO₄^2-也有一定的响应性.但对其它的阴离子(如四面体和非四面体结构的阴离子)物种,则未观察到有任何响应.文中还提出了配合物1与阴离子间构成新的配合物可能结构的建议.但是对于配合物2,对阴离子的响应能力比较差.对于实验结果以及如何提高敏感器化合物的选择能力进行了初步讨论.     

含氮鎓阴离子受体的研究进展

含氮鎓阴离子受体是目前阴离子识别领域研究的热点之一,此类受体具有主体结构修饰的灵活性和多样性,能更好的发挥氢键、疏水作用、静电作用、π-π作用、阴离子-π作用的协同效应等优点。本文详细评述了咪唑鎓和吡啶鎓两类含氮鎓受体的设计、结构及其阴离子识别作用的研究进展。     

Anion Recognition by Urea Derivatives of Anthraquinone: Dihydrogen Phosphate Ion Selective Neutral Receptors

Three urea derivatives of anthraquinone were synthesized and they showed a high selectivity for dihydrogen phosphate ions.     

一种用于识别肌酸酐分子的荧光化学敏感器

合成了一种对肌酸酐分子有选择识别能力的敏感器,它可通过氢键相互作用而 和肌酸酐分子相络合,并在络合的同时引起敏感器荧光强度的增大以达到识别的指 示作用。对几种可能产生干扰作用的化物如脲素、氨基酸是否对该敏感器分子的工 作有所干扰进行了试验,表明所合成的敏感器分子对肌酸酐分子有着专一的识别能 力。     

Ratiometric Fluorescent Chemosensor for Selective Detection Cr3+ based on Carbazole and Benzimidazole

A novel Cr³⁺‐selective ratiometric fluorescent chemosensor 1‐substitued‐2‐carbazoleylbenzoimidazole ( L ) based on benzimidazole and carbazole was synthesized and characterized by nuclear magnetic resonance (¹H/¹³C NMR), Fourier transform infrared spectrometry (FTIR), and mass spectroscopy. L could selectively detect Cr³⁺ over other metal ions by UV–vis absorption and fluorescence emission spectroscopic methods in CH₃CN. L showed ratiometric fluorescent recognition of Cr³⁺; the fluorescent responses could be observed by naked eye under a UV lamp. The binding stoichiometry ratio of the L –Cr³⁺ complex was found to be 1:1 according to Job’s plot and MALDI‐TOF MS analysis. The results of DFT calculation supported this conclusion.     

Highly Sensitive and Selective Chemosensor for Cu2+ Based on a Schiff Base

A new chemosensor based on a Schiff base has been designed and synthesized. Its sensing behavior toward various metal ions was investigated by fluorescence and UV-Vis spectroscopic methods. The fluorescence of the sensor was quenched and the color rapidly changed from canary yellow to brown after the addition of Cu²⁺, while no changes occurred after the addition of other metal ions, which contributes to the detection of Cu²⁺ with naked eyes. The fluorescence quantum yield of the ligand was calculated to be 0.52. The corresponding detection limit of Cu²⁺ was 5.721×10^-7 mol/L, and the 1:1 binding mode of the sensor with Cu²⁺ was revealed by Job's plot.     

Fluorescent anion chemosensors using 2-aminobenzimidazole receptors

Simple and easy-to-make fluorescent anion chemosensors using 2-aminobenzimidazole moieties as binding subunits showed selective anion-induced fluorescent changes. The receptors effectively recognized fluoride, chloride, bromide, acetate, dihydrogen phosphate ions with a 1:1 stoichiometry.