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对于阴离子的配位化学在近20年来才引起人们的重视,并且随之做了大量的工作。阴离子普遍存在于生物体内,它们承载着基因信息(DNA是聚阴离子),且大部分的酶均是以阴离子形式存在的。因此阴离子在医药、催化和环境等方面也有着重要的地位。 阴离子受体的设计不同于阳离子。主要包括半径较等电子的阳离子的大、对溶液的PH值敏感、具有不同的几何构型和强的溶剂化趋势。因此,设计阴离子受体是一项非常大的挑战。 近年来,采用电化学方法进行阴离子识别已成为传感技术发展中的一个重要的组成部分,引起了人们的广泛关注。四硫富瓦烯(TTF)作为很强的有机电子给体,在大多溶剂中发生易受环境影响的可逆的两电子氧化还原,以其为信号报告单元的氧化还原型受体分子的研究近年来也有所报道,而与光谱方法共同研究TTF硫脲分子与阴离子的作用尚鲜有报道。 众所周知,脲/硫脲是优良的氢键供体之一,可提供双质子与阴离子形成双重氢键,因而广泛应用于阴离子受体的设计中。本论文设计合成了一系列新型的硫脲类受体分子并研究了阴离子的识别性能,具体内容包括以下几部分: 1.对硫脲类阴离子受体及它们对阴离子的选择性识别和电化学传感的研究进展做了较详细的综述。在评述阴离子识别理论和实验研究进展的基础上,探讨当前发展动向,提出了立题构思。 2.在实验室已经合成的N-四硫富瓦烯酰胺基-N′-芳基硫脲类阴离子受体的识别基团和信号报告基团间引入乙硫基间隔基合成分子1-3。通过核磁共振氢谱、质谱、红外光谱等进行了结构表征,利用紫外、电化学和核磁滴定等方法研究了此类受体对F-、AcO-、H2PO4-、HSO4-、Cl-、Br-等阴离子的选择性识别。 3.滴定实验结果表明,此类受体在有机溶剂和含水介质中对F-均显示了高度的选择性和灵敏性,主客体间形成1:1络合物,而且在含水20%的DMSO混合溶液中络合常数超过105 mol-1·L。 4.此类受体除了利用氢键作用识别阴离子外,受体1还显示了特殊的脱质子作用,而且有明显的颜色变化。基于实验结果,对主客体之间的作用机理及识别模式作了初步探讨。此类阴离子受体具有合成方法简便,产率高,识别效果好等优点,具有较好的应用前景。