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阴离子因其在生命体系中所扮演的重要角色而受到人们越来越多的关注,因此设计、合成能快速检测阴离子的探针是目前科研工作者感兴趣的一个研究领域。比色探针因其反应灵敏、裸眼就能识别颜色的变化而不须借助昂贵的仪器而越来越受到人们的青睐。本文根据相关知识背景、离子探针机理及近年阴离子探针的研究新进展,设计合成三种新型希夫碱类阴离子比色探针,对其阴离子识别性能进行了研究。主要研究内容包括: ⑴分别用3-硝基水杨醛、5-溴水杨醛和4-苯基-3-氨基硫脲通过希夫碱反应合成了两种基于氢键的阴离子比色探针P1和P2,通过1H-NMR鉴定了两种探针分子的结构。探针P1在DMSO溶液中的最大吸收波长为320 nm,随着氟离子、乙酸根离子和磷酸二氢根离子的加入,320 nm处的吸收峰减弱,498 nm处出现新的吸收峰,且吸收峰逐渐增强,其强度的增加与氟离子、乙酸根离子和磷酸二氢根离子的浓度呈很好的线性关系,裸眼可以看到溶液的颜色从淡黄色变成了橘色。而氯离子、溴离子、碘离子的加入基本不引起任何变化,从而可实现对氟离子、乙酸根离子和磷酸二氢根离子的识别。探针P2在DMSO溶液中的最大吸收波长为352 nm,加入氟离子、乙酸根离子和磷酸二氢根离子后352 nm处的吸收峰慢慢减弱,随之在398 nm处的吸收峰逐渐增强,其强度的增加与氟离子、乙酸根离子和磷酸二氢根离子的浓度呈很好的线性关系,氯离子、溴离子、碘离子的加入基本不引起任何变化,同样可实现对氟离子、乙酸根离子和磷酸二氢根离子的比色法识别。 ⑵利用菲醌和对硝基苯肼通过希夫碱反应合成了一种基于氢键的阴离子比色探针P3,通过1H-NMR鉴定了该探针分子的结构。探针P3在DMSO溶液中的最大吸收波长在498 nm处,随着氟离子、乙酸根离子和磷酸二氢根离子的加入,498 nm处的吸收峰逐渐减弱,在613 nm处出现新的吸收峰,其强度增加与氟离子、乙酸根离子和磷酸二氢根离子浓度呈很好的线性关系,同时裸眼可以观察到溶液的颜色发生了变化,氯离子、溴离子、碘离子的加入基本不引起任何的变化。众所周知,质子性的溶剂如H2O、CH3CH2OH的加入会和阴离子与探针主体的结合形成竞争作用,因此,会破坏探针主体和离子客体之间的结合。然而,惊喜的发现是在探针P3的溶液加入氢键竞争性的溶剂H2O后依然可以观察到溶液颜色的变化。