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本论文共分四章: 第一章氰根离子传感器的研究进展 本章归纳并总结了近年来氰根离子传感器相关的文献报道,阐述了其研究现状和进展。重点总结了以下五类基于亲核反应机理的氰根离子传感器:(1)含有亚胺基团的化合物、(2)含有二腈乙烯基团的化合物、(3)含有吲哚基团的化合物、(4)含硼化合物、(5)含有活化羰基基团的化合物。从氰根离子传感器的设计、合成和应用等方面对其进行了总结,并在此基础上,提出了本论文课题研究内容。 第二章基于苯并咪唑鎓盐的氰根离子传感器的设计合成及性能研究 我们合成了一种新型的、能在含水介质中比色-荧光双通道单一选择性识别CN-的传感器分子J1。在J1的DMSO/H2O(体积比为3:2) HEPES的缓冲体系(pH=7.2)中分别加入F-、Cl-、Br-、I-、AcO-、H2PO4-、HSO4-、ClO4-、SCN-、和CN-后,只有CN-的加入会使得溶液的颜色发生明显变化,由无色变为深黄色。与此同时,在J1的DMSO/H2O(体积比为4:1)HEPES的缓冲体系(pH=7.2)中加入CN-,溶液发出明亮的黄色荧光。这一识别过程不会受到其它阴离子的干扰。紫外-可见光谱的最低检测限为:1.57×10-7mol/L,荧光光谱的最低检测限为:4.63×10-6mol/L。此结果表明,J1是一种良好的可用于识别CN-的化学传感器,在含水介质中对CN-具有选择性好、灵敏度高以及抗干扰性强的优良性能。同时,基于J1我们制备了CN-的检测试纸,该试纸能够方便、快捷、准确地检测水中的CN-。 第三章基于苯并噻唑鎓盐的荧光 turn-off型氰根离子传感器的设计合成及识别性能 设计并合成了一种基于苯并噻唑鎓盐的氰根离子传感器J2,通过实验发现J2能够在40%的含水体系中实现对 CN-的紫外-荧光双通道识别,并且能够裸眼检测含水体系中的CN-。我们还制备了相关的检测试纸,使CN-的检测能够更方便、快捷的进行。 第四章基于苯并噻唑鎓盐的荧光 turn-on型氰根离子传感器的制备及识别性能研究 一种荧光turn-on型的CN-传感器分子J3被设计合成,通过CN-与苯并噻唑基团发生亲核加成反应,实现了传感器分子 J3对 CN-的识别。该识别过程具有选择性好的特点,其它阴离子(F-、AcO-、H2PO4-)对识别过程没有干扰。传感器分子 J3具备同时在可见光下和紫外光下对CN-裸眼检测识别的性能。由于该传感器分子能够在含水介质中识别 CN-,因此 J3可以被视为环境友好型材料并且具有潜在的实际应用价值。