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1、Vol.33高等学校化学学报No.62012年6月摇摇摇摇摇摇CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSITIES摇摇摇摇摇摇1239~12441,10鄄邻菲啰啉并咪唑衍生物阴离子受体的合成及识别性能1123陈华梅,岳摇凡,林摇海,林华宽(1.新疆大学化学化工学院,乌鲁木齐830046;2.南开大学吸附与分离功能材料重点实验室,3.化学系,天津300071)摘要摇设计合成了2个1,10鄄邻菲啰啉并咪唑衍生物阴离子受体2鄄(2鄄羟基苯基)鄄1H鄄咪唑[4,5鄄f][1,10]邻菲啰啉(1)和2鄄(2鄄羟基鄄5鄄溴苯基)鄄1H鄄咪唑[4,5鄄f][1,10]邻菲啰啉
2、(2),受体2的结构由X射线单晶衍射1------分析确证.通过紫外鄄可见光谱滴定及HNMR滴定研究了这2个受体对F,Cl,Br,I,HPO和AcO24---6种阴离子的识别传感作用及作用机理.结果表明,受体对AcO,F和HPO有较强的传感作用,溶液颜24----色由淡黄色变为黄色;对Cl的作用较弱;而对Br和I则无明显作用.通过机理研究发现,受体与F,--HPO和AcO形成1颐1的氢键超分子,当阴离子的量超过受体的1倍以后,咪唑氮上的氢转移到阴离子;24---受体与Cl以氢键形成超分子复合物,而与Br和I作用很弱.关键词摇1,10鄄邻菲啰啉并咪唑衍生物;晶体结构;阴离子识别中图分
3、类号摇O626郾23摇摇摇摇文献标识码摇A摇摇摇摇DOI:10.3969/j.issn.0251鄄0790.2012.06.020[1~3]阴离子在生物学、化学及环境科学中具有非常重要的作用.如在生物学上,氟离子在人体中对形成和保持牙齿的瓷釉具有重要作用.过量的氟进入人体后,主要沉积在牙齿和骨骼上,形成氟斑牙和氟骨症.氟中毒是一种慢性全身性疾病,早期表现为疲乏无力、食欲不振、头晕、头痛及记忆力减退等症状.氯离子(通常形成氯化钠)能够调节血压,同时维持新陈代谢和体内的酸碱平衡.氯离子在人体内的传输过程也与许多疾病有关,如囊包性纤维症、巴特综合症、牙病、渐进性疼痛、德雷德综合征(先天性
4、耳聋伴甲状腺肿)和骨硬化病.众所周知,磷酸根离子是DNA和RNA结构的单元部分.三磷酸腺苷ATP在生物体的能量代谢中起着重要作用.因此,阴离子的结合和传感研究在生物医药、环[4~6]境监测以及阴离子交换和传递等方面具有潜在的应用价值,越来越多的阴离子受体被设计合成.阴离子受体常常含有氢键的质子给体基团(如吡咯、咪唑、酰胺、脲以及苯酚等)和具有传感作用(比色、荧光、电信号等)的信号报告基团.其中,比色传感器在阴离子存在下能够表现出颜色的变化,可[7~9]使用裸眼直接观测,因而备受关注.本文设计合成了2个基于1,10鄄邻菲啰啉并咪唑的阴离子受体2鄄(2鄄羟基苯基)鄄1H鄄咪唑[4,5鄄
5、f][1,10]邻菲啰啉(1)和2鄄(2鄄羟基鄄5鄄溴苯基)鄄1H鄄咪唑[4,5鄄f][1,10]邻菲啰啉(2),其中受体2为新化合物,结构由X射线单晶衍射分析确证.在2个化合物中,具有可与阴离子通过氢键作用的咪唑和苯酚功能团,同时具有能产生强的紫外鄄可见光吸收的1,10鄄邻菲啰啉并咪唑基团.利用紫外鄄可见光谱和1------HNMR考察了受体对F,Cl,Br,I,HPO和AcO离子的识别作用;并对受体与阴离子作用的机24理进行了讨论.1摇实验部分1.1摇仪器与试剂北京泰克双目显微XT鄄4型熔点仪;美国VarianUNITYPlus鄄400MHz核磁共振谱仪(TMS为内收稿日期:2
6、011鄄07鄄06.基金项目:新疆维吾尔自治区自然科学基金(批准号:2011211B06)和新疆大学自然科学基金(批准号:BS08011)资助.联系人简介:陈华梅,女,博士,副教授,主要从事配位物理化学研究.E鄄mail:chen鄄hua鄄mei@163.com1240高等学校化学学报摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇Vol.33摇标);美国Perkin鄄Elmer240C元素分析仪;日本R鄄AXIS鄄SPIDER单晶衍射仪;日本Shimadzu2450紫外鄄可见分光光度计(TCC鄄240A型控温仪).[10,11]1,10鄄邻菲啰啉(Phen)为市售分析纯;1,10鄄邻菲啰啉鄄5,
7、6鄄二胺(3)和2鄄羟基鄄5鄄溴苯甲醛[12](5)参照文献方法合成;水杨醛为化学纯试剂,重蒸后使用;所有阴离子均为四丁基铵盐[BuN]X4--------[X=F,Cl,Br,I,HPO,CHCOO(AcO)],购于Aldrich公司,用PO充分干燥后使用;二甲24325亚砜(DMSO)经CaH干燥并减压蒸馏后使用;其它试剂及溶剂均为市售分析纯.21.2摇受体1和2的合成及表征2鄄(2鄄羟基苯基)鄄1H鄄咪唑[4,5鄄f][1,10]邻菲啰啉(1)和2鄄(2鄄羟基鄄
