分子识别是主体选择性地结合客体并产生某种特定功能的过程,是超分子体系的三大基本功能之一,分子识别作为微观世界里分子之间发生的事件,它所产生的微观变化需要借助特殊的信息系统才能转变为能被外界感知的信号。对特定目标分子进行识别通过光信号显示出来的分子探测器被称为光化学传感器,光化学传感器包括以紫外-可见吸收为输出信号的比色化学传感器和以荧光为输出信号的荧光化学传感器。以分子识别为基础的各种光化学传感器的研究在现代分析化学、环境科学及生物医学等领域中有重要的应用前景。本论文设计合成了四种光化学传感器分子:N-（香豆素-7-亚甲基）苯并氮杂-15-冠-5（2L1）、N-（4-甲基香豆素-7-亚甲基）苯并氮杂-15-冠-5（2L2）、N-（6-甲基香豆素-4-甲醛乙酰腙基）苯并氮杂-15-冠-5（3 L1）及其片段分子双（6-甲基香豆素-4-甲醛）缩连氮（4L1）。并通过熔点测定、元素分析、核磁共振氢谱及质谱对它们的组成结构进行了表征。采用了紫外-可见和荧光光谱法考察了这四种化合物对13种常见金属离子的选择识别性能,并对其识别机理进行了探讨。具体工作如下:1.为了考察光化学传感器中信号基团上的取代基对传感器光谱性能和选择性能的影响及作用机制,本论文第二章合成了N-（香豆素-7-亚甲基）苯并氮杂1 5-冠-5（2L1）和N-（4-甲基-香豆素-7-亚甲基）苯并氮杂15-冠-5（2L2）,通过紫外-可见光谱法考察了冠醚2L1和2L2在甲醇溶剂中对13种金属离子的选择性传感性能。结果表明,在甲醇溶剂中冠醚2L1与2L2的紫外可见光谱的特征吸收峰位基本保持一致,两种冠醚均能够对Al³⁺进行有效识别,即随着Al³⁺浓度的增加,冠醚2L1与2L2在31 4nm处的吸收强度均发生了不同程度的减小,利用Benesi-Hildebrand方法拟合获得两种冠醚与Al³⁺键合的化学计量比及稳定常数分别为1:1（4.79）和1:1（5.56）,说明冠醚2L1的信号基团上增加甲基取代基后并没有对其选择性和作用机制产生较大的影响。2.为了考察传感器的接受体冠环、连接体和香豆素信号基团三部分在对金属离子的识别中的作用机理和传感机制,本文第3章和第4章分别合成了冠醚3L1及其片段分子4L1,并进行了紫外-可见光谱和荧光光谱的研究。结果表明,冠醚3L1及其片段分子4L1对13种金属离子的选择性识别作用表现在紫外-可见光谱和荧光光谱上分别有各自的特点。其中通过紫外-可见光谱法考察发现1 3种常见离子对片段分子4L1的吸收光谱没有明显的影响;Al³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺五种离子能明显地改变冠醚3L1的吸收光谱;采用Benesi-Hildebrand方程拟合获得了冠醚3 L1与Al³⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺均以1:1的计量比键合,与Cu²⁺以1:2的计量比键合;通过荧光光谱法考察冠醚3L1和其片段分子4L1对金属离子的选择传感性能实验结果表明,它们均对Cu²⁺有单一的选择传感作用,Cu²⁺能够有效地增强冠醚3L1的荧光强度,而猝灭4 L1的荧光。通过Stern-Volmer方程拟合表明,片段分子4L1与Cu²⁺的荧光猝灭过程属于动态猝灭。