阴离子识别文献综述(2)

因此,如何高效的检测和识别氰根离子(CN-)是刻不容缓的,这不仅是对环境体系更是对生命体系的重要保证,从而这个项目逐渐在引起人们的广泛关注。


因此,如何高效的检测和识别氰根离子(CN-)是刻不容缓的,这不仅是对环境体系更是对生命体系的重要保证,从而这个项目逐渐在引起人们的广泛关注。

3 阴离子识别的类型

阴离子和受体分子之间的相互络合识别的形式非常的多,但是,在目前研究的过程中,自然界中的受体和人工合成的受体,这些受体与阴离子之间的作用的类型只有这几种,氢键作用、静电作用、金属或Lewis酸配位作用以及化学反应。

(1)氢键作用

氢键作用是指由氢原子连的杂原子或者极性基团极化从而引起的作用。在目前研究者的研究中,发现在氢键中有一个定向的分子间力,所以这个特征就可以被应用在实验研究当中,从而来设计并且合成出具有特定结构的受体分子用来识别不同空间构型和氢键接受能力的阴离子。通过查阅资料,陈春林等人设计合成的阴离子受体R1,R2就能够满足识别氰根离子这个首要目的,但更为重要的是,这个阴离子受体R1,R2是可以选择性地识别氰根离子的,除此以外,还能够与他们结合,从而形成氢键[18],这个研究还是较为新颖的。

(2)静电作用

相互都带电的情况下,分子和离子会产生一种静电作用。这种效应遵循库仑吸引定律的原则,就是同性相斥,异性相吸。在研究者的研究中发现,静电作用往往要比非共价作用大一些。这是因为两种分子带有不同电荷的静电效应(一般认为受体具有正电荷而阴离子具有负电荷)。其中最常见的带正电荷的基团是季胺类。此外,化合物分子发生质子化也和溶液极性的变化有关,这样导致的结果是络合强度的变化,从而受体能够具有不同的选择性。根据文献得知,余孝其等人设计合成出的受体R3,就能够识别出氯离子和醋酸根离子,更为重要的是,它是有选择性的识别的。受体溶于乙腈中,此时含有受体的乙腈溶液是无色透明的溶液,但是,荧光分别变为绿色和蓝色[19],从而可以识别出阴离子。

(3)金属或Lewis酸配位作用

Lewis酸的缺电子酸性中心可以和富电子的阴离子以配位的方式相互作用从而能够设计合成出很多包含Hg、B、Si等等的阴离子受体[20]。例如,Shriver等人致力于研究含有金属离子的受体,设计研究出了含有Hg和B的阴离子识别受体,如R4,R5等[21]。

4 氰根离子的研究进展

氰化物的危害很大,首先是对于人体健康的危害性,例如,中枢神经,血液等[22]。除此以外,对于环境的影响更大,虽然对大气的影响不是那么显著,但是对于水的污染则是非常严峻的。对于河流水和饮用水而言,主要危害是工业废水中氰根离子(CN-)的含量超标[23],对人类和环境都有致命的伤害。

对于氰根离子的检测,大致有这几种类型。其中一个检测原理是基于氢键来说的,受体分子和阴离子可以经过一系列的反应或者变换,可以形成一种特殊的成键类型,就是氢键,这样就可以识别出来氰根离子,这种类型的识别原理报道的较多,如硫脲类和酰腙类的主体分子。还有基于羰基的加成,基于C=C键的加成,基于C=N的加成,基于C=O的加成和基于Si-O的断裂等等。

5,8-萘酰亚胺类荧光探针的研究进展

1,8-萘酰亚胺类化合物的结构相较于其他类型的荧光探针来说比较简单、可以用于修饰的位点较多、光稳定性也比其他类型的探针要好一些,除此以外,荧光量子产率高和对环境非常敏感等等这些非常优秀的光物理性质,决定了它成为一种研究很早,应用广泛的荧光化合物以及荧光标记材料,而且由于它的性质较为特殊,1,8-萘酰亚胺类的化合物在近几年来逐渐被研究学者应用于荧光探针这个特殊的化学领域。