基于氢键作用的阴离子受体研究进展

阴离子识别是现代化学重要的研究内容之一,本文主要介绍了基于氢键作用的阴离子受体的最新研究进展。按照受体分子发生氢键作用的基本单元特点进行分类,评述了四类阴离子传感器(大环酰胺受体、吡咯为主体的受体、基于脲基的受体和基于2,4-二硝基苯腙的受体)的设计特点、结构、作用机理、选择性和灵敏度等。     

新型二茂铁衍生物的合成及其对阴离子识别

利用亚甲基相连的二茂铁咪唑与1,3,5-三溴甲基苯反应得到阴离子受体L,并通过X-射线单晶衍射、红外、核磁、质谱进行表征。通过电化学和~1HNMR实验对阴离子进行识别,实验结果表明受体L和卤素阴离子之间存在着直接的氢键作用,表现出明显的电化学信号响应和核磁位移。     

偶氮苯水杨醛的合成及阴离子识别研究

将显色性良好的偶氮苯与水杨醛反应合成得到3种阴离子受体分子偶氮苯水杨醛衍生物,利用紫外光谱仪考察了受体分子与客体阴离子相互作用;通过改变偶氮苯环伞代基来调控或改善受体分子对阴离子的亲合力和选择性.实验表明:乙腈中F~-、CH_3CO_2~-等阴离子加入,受体分子b吸收光谱显著红移,溶液的颜色由无色转变为红色,可以实现F~-、CH_3CO_2~-裸眼识别的检测.Job-Plot测定受体分子b与F~-、CH_3CO_2~-结合比均为1∶1.~1HNMR滴定为受体分子b与阴离子间的氢键作用本质提供了直接证据.     

含水介质中苯甲醛缩氨基硫脲对H_2PO_4~-的识别作用研究

利用紫外-可见吸收光谱研究了苯甲醛缩氨基硫脲受体分子对H2PO4-和Cl O3-的选择性识别作用。结果表明,该受体分子对H2PO4-有较好的识别作用,而对Cl O3-没有作用。随着溶液中含水量的增加,受体对H2PO4-的识别作用减弱,证明了受体分子与阴离子之间形成了氢键加合物。可用于无机盐磷酸二氢根的检测。     

含水介质中苯甲醛缩氨基硫脲对H_2PO_4~-的识别作用研究

利用紫外-可见吸收光谱研究了苯甲醛缩氨基硫脲受体分子对H2PO4-和Cl O3-的选择性识别作用。结果表明,该受体分子对H2PO4-有较好的识别作用,而对Cl O3-没有作用。随着溶液中含水量的增加,受体对H2PO4-的识别作用减弱,证明了受体分子与阴离子之间形成了氢键加合物。可用于无机盐磷酸二氢根的检测。     

氨基脲衍生物的合成及其阴离子识别性能

以3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷和2,4-二硝基苯肼为原料,制备了一种氨基脲衍生物阴离子受体R,通过1HNMR、13CNMR、FTIR和HRMS对其结构进行了表征.在二甲基亚砜(DMSO)体系,受体R通过UV-Vis吸收光谱的变化及溶液颜色的显著差别对F–、CH3COO–(Ac–)和CN–表现出良好的识别能力.此外,通过向DMSO体系中加入体积分数30％竞争溶剂H2O可以实现对CN–的单一识别.根据Benesi-Hidebrand方程,受体R识别CN–的络合常数为8.58×103 L/mol,且检出限为1.470μmol/L.Job曲线分析证实,受体R与F–通过氢键以物质的量比为1:1形成配合物.1HNMR滴定及理论计算表明,受体R与阴离子是以氢键形式相结合的识别机制,未发现脱质子过程.     

基于吡咯的阴离子受体研究进展

识别阴离子的超分子体系作为一个新的研究领域,在传感器、萃取剂、阴离子响应性材料、离子载体及其它领域得到了迅速发展。综述了单吡咯受体、基于二吡咯烯和二吡咯酮的受体以及联吡咯甲烷受体等非环吡咯体系在阴离子识别方面的应用。非环吡咯比环状吡咯化合物更容易合成,因此非环吡咯衍生物将作为构筑单元被广泛用于创造更复杂的阴离子受体。     

基于吡咯的阴离子受体研究进展

识别阴离子的超分子体系作为一个新的研究领域,在传感器、萃取剂、阴离子响应性材料、离子载体及其它领域得到了迅速发展。综述了单吡咯受体、基于二吡咯烯和二吡咯酮的受体以及联吡咯甲烷受体等非环吡咯体系在阴离子识别方面的应用。非环吡咯比环状吡咯化合物更容易合成,因此非环吡咯衍生物将作为构筑单元被广泛用于创造更复杂的阴离子受体。     

基于吡咯-酰胺混合单元的阴离子受体的研究进展

综述了最近10年来对含有吡咯酰胺混合单元的阴离子受体的研究进展,重点评述了这些受体的阴离子配位性质。这些阴离子受体包括桥联二吡咯柄型二茂铁、基于联吡咯的索烃、附加有离子基团的吡咯酰胺、吡咯-2,5-二甲酰胺和吡咯-2,5-二乙酰胺。     

长链烷氧基苯腙衍生物对F-的选择性单一识别

合成了一种长链烷氧基苯腙衍生物受体R,其结构经1H NMR、13C NMR、IR和HR-MS表征。结果表明：通过紫外及裸眼实验分析,受体R在纯DMSO溶液中能够选择性识别F-、Ac-和H2PO4-离子,在5%H2O 95%DMSO体系下可高选择性单一识别F-离子。根据Benesi-Hidebrand方程及Job曲线分析可知,受体R与阴离子形成的络合常数均在3.07 ? 103 L/mol之上,且与F-形成1 : 1型氢键络合物。最后通过1H NMR滴定实验及理论计算阐述了阴离子识别过程机理的可行性。     

新型氨基脲衍生物的合成及其阴离子识别性能

以3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷和2, 4-二硝基苯肼为原料,制备了一种氨基脲衍生物阴离子受体R,其结构通过1H/13C NMR等方法表征。在纯DMSO体系下,受体R通过紫外-可见吸收光谱的变化及溶液颜色的显著差别对F-、Ac-和CN-离子表现出良好的识别能力。此外,通过向体系中加入30%的竞争溶剂H2O可以达到对CN-离子的单一识别效应。根据Benesi-Hidebrand方程,受体R单一识别氰根离子的络合常数为8.58 ? 103 L/mol,且检出限为1.47 uM,Job曲线分析证实受体与阴离子的结合比为1 : 1。利用1H NMR滴定实验及理论计算表明受体R与阴离子是以氢键形式相结合的识别机制,未发现脱质子过程。     

长链烷氧基苯腙衍生物对F–的选择性单一识别

合成了一种长链烷氧基苯腙衍生物受体R,其结构采用1HNMR、13CNMR、FTIR和HRMS进行了表征.结果表明,受体R在纯二甲基亚砜(DMSO)中能够选择性识别F-、Ac-和H2PO4-,在5％H2O+95％DMSO中(体积分数)可高选择性单一识别F-.根据Benesi-Hidebrand方程及Job曲线分析可知,受体R与阴离子形成的络合常数均在3.07×103 L/mol以上,且与F-形成物质的量比为1:1型氢键络合物.最后通过1HNMR滴定实验及理论计算阐述了阴离子识别过程机理的可行性.     

氟离子荧光探针的研究进展

氟离子是电负性最强、离子半径最小的阴离子,是一个强路易斯碱,在化学、生物学、医学和军事等方面都具有重要作用。适量的氟化物摄入人体可以预防龋齿、治疗骨质疏松症,但是过量的摄入会导致氟斑牙、氟骨症、尿石症以及癌症等疾病,因此氟离子的识别与检测具有重要意义。化学荧光探针具有选择性好、灵敏度高、方便快捷、成本低廉等优点,近年来化学研究者设计合成了大量的氟离子荧光探针。根据识别机理不同,氟离子荧光探针主要划分为3种:氢键型、路易斯酸受体型、氢键和路易斯酸混合型。综述了近年来不同类型的氟离子荧光探针的研究进展,总结了氢键型和路易斯酸型氟离子荧光探针的优缺点,对未来氟离子荧光探针的研究方向进行了展望。     

一种含氟含碘尿素衍生物对氯离子识别作用的模拟研究

采用B3LYP方法模拟研究了尿素无氟(A)及含氟(B)含碘衍生物对Cl-的识别机理,结果表明尿素衍生物受体分子A及B分别以其结构中的2个N—H键和2个C—I键与卤素阴离子间形成4个弱键进行识别.对于A┅Cl-体系,识别作用包括2个N—H┅Cl-红移氢键和2个C—I┅Cl-蓝移卤键弱相互作用;对于B┅Cl-体系,识别作用包括2个N—H┅Cl-红移氢键和2个C—I┅Cl-红移卤键弱相互作用;在A┅Cl-和B┅Cl-识别体系中相互作用能ΔEcp分别为-121.78和-179.71kJ/mol,即含氟受体B对Cl-具有较好的识别能力.     

N-苯甲酰基-N’-苯并噻唑硫脲的合成及其阴离子识别研究

以PEG-400为催化剂,在固液相转移催化条件下,在二氯甲烷溶剂中,以苯甲酰氯、硫氰酸铵和2-氨基苯并噻唑为原料,合成了N-苯甲酰基-N’-苯并噻唑硫脲(化合物1)。该化合物经1HNMR及IR光谱等手段进行了表征。利用UV-Vis和1H NMR测试其对F- 、AcO- 、Cl- 、Br-、I-和H2PO4-等阴离子识别性能。结果表明,该化合物在DMSO溶液中对F-和AcO-表现出明显的选择性识别。1H NMR光谱表明,该化合物1与阴离子之间以氢键相结合,根据摩尔比法得出该化合物与F-阴离子之间形成1:1型氢键缔合物,该化合物与AcO-阴离子之间形成2:1型氢键缔合物。     

阴离子受体的研究进展

阴离子识别化学,作为超分子化学领域的新兴学科,始于20世纪60年代末。简单介绍了阴离子识别与传感的发展历史,并列举了一些典型的阴离子受体,这些受体可以简单的分为金属配合物类和非金属类阴离子受体,非金属类受体一般含有氨、酰胺、脲、硫脲、吡咯或羟基等基团,这类基团中的极化氢作为体系中的阴离子结合位点。概述了几种可行的阴离子识别方法,包括1HNMR、比色法、紫外-可见吸收光谱法、荧光分析法及电化学方法等。     

二茂铁修饰的三臂咪唑鎓离子盐与卤素阴离子的结合性能

设计合成了一种含有三条二茂铁咪唑鎓离子臂修饰的、具有电化学活性的阴离子受体Fc-Im-3。通过1H-NMR和电化学滴定研究了其对卤素阴离子的相互作用。发现受体Fc-Im-3通过咪唑鎓基团对卤素离子存在静电相互作用、(C-H)+···anion氢键等多种弱作用,但这些相互作用并未导致受体中二茂铁基氧化还原电位的改变。     

质子受体取代基对苯甲酸-吡啶中O-H…N氢键强度的影响

氢键在材料科学、化学等方面具有重要的作用。对氢键的强度和本质进行深入的研究具有重要的意义。Zheng等对苯甲酸-吡啶的超分子液晶合成进行了研究,通过改变苯甲酸的结构,对超分子液晶的结构和性质进行了研究。以吡啶作为质子受体分子,苯甲酸作为质子供体分子,不同取代基对O-H…N氢键强度的影响。     

氯离子识别受体研究进展

卤素阴离子识别受体的合成与应用研究是目前阴离子识别受体研究中最为活跃的领域,其研究主要集中在F~-选择性识别上。氯元素广泛存在于生活中,并在维持细胞正常生理功能中发挥着重要作用。总结了国内外氯离子识别受体的合成及识别研究进展,并对其前景进行了展望。     

三嗪类液晶的研究进展

超分子聚集和纳米分离是设计和制备新型液晶功能材料的有效工具。利用氢键相互作用实现分子组装构筑超分子液晶体系已成为近年来最活跃的研究领域。具有较强电子亲和力的三嗪单元作为典型的电子受体可以作为形成氢键的理想基团。本文综述了在氢键作用下三嗪类化合物及其复合物的液晶行为研究进展。