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用于检测离子的连接型荧光分子探针通常是由荧光团通过连接臂与离子载体相连,其中离子载体负责离子的识别并把识别信息传递给荧光团并引起荧光团的光学物理化学性质的变化,而荧光团则把这种变化转化成光信号,并通过荧光光谱的形式表现出来。基于本实验室对类维A酸的广泛研究,本论文首次选用第三代类维A酸之一的具有联苯基萘结构的阿达帕林作为荧光团,并通过改善羧基与离子载体相连。Negishi偶联是温和条件下合成不对称联芳烃类化合物的第一个反应,本论文以Pd(PPh3)2Cl2为催化剂,芳香有机锌试剂与萘溴化物反应,顺利地以较高的产率合成了具有强蓝绿色荧光的荧光团—联苯基萘类衍生物阿达帕林。近年来,吡啶类衍生物作为荧光分子探针的离子载体得到了广泛应用,特别是二(2-吡啶甲基)胺(DPA)能同时提供三个氮原子,是明确的中性配体,经常被用于Zn2+的荧光分子探针中。本论文通过改变连接臂设计并合成了含DPA的一系列离子载体化合物,并成功与荧光团通过酰胺或酯键对接得到五个结构新颖的连接型荧光分子探针,其对Zn2+都表现出非常强的结合能力,通过1HNMR. MS(ESI)等方式确认各目标产物及中间体结构的正确性。喹啉衍生物由于其优异的光化学物理性能,是一类被广泛应用的重要的荧光化合物,而8-羟基喹啉由于其特殊的结构特点,是仅次于EDTA的金属螯合剂。大量初处理或未处理的工业废水的江河排放使得Cu2+成为水体的严重污染物,因此检测与控制水环境中Cu2+的含量已成为非常重要的课题,然而尽管已有一些基于不同系统的Cu2+探针,但是能用于纯水环境中检测的基于2,8-二羟基喹啉的Cu2+探针尚未见报道。本论文设计并合成了几个水溶性很好的可用于Cu2+检测的喹啉类衍生物。以8-羟基喹啉为初始原料,通过过氧乙酸的氧化、醋酸酐保护、碳酸钾甲醇溶液水解等三步反应以较高的产率在2-位引入强给电子基团羟基,形成2,8-二羟基喹啉模块。然后这两个羟基分别与溴乙酸甲酯或氯甲基吡啶盐酸盐发生取代反应,酯基再水解成羧酸根,使得羟基与对金属离子具有很强结合能力的羧酸根或吡啶基团连接,得到四个简单易得的、结构新颖的水溶性喹啉衍生物3a-3f,并通过1HNMR. MS(ESI)等方式确认各目标产物及中间体结构的正确性。通过荧光光谱分析研究这些水溶性喹啉衍生物对阳离子响应情况,我们发现,各化合物对Cu2+及Fe3+都具有一定的响应性,然而2-位接吡啶基团、8-位接羧酸根的荧光分子探针化合物3e的效果显著。通过荧光光谱分析,3e(50μM)水溶液的荧光被不同当量的Cu2+或Fe3+所淬灭,一倍当量的Cu2+水溶液中的淬灭率达到93%,而在一倍当量的Fe3+水溶液中的淬灭率为75%,两种金属离子(Cu2+:Fe3+)对3e的淬灭率比为1：0.80。由于其高选择性及较高的灵敏度,简单易得的水溶性喹啉衍生物3e可以作为潜在的实用性Cu2+探针。