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本文合成了两个苯并咪唑类化合物:并将第一个化合物作为荧光探针,对水溶液中的Fe3+进行了荧光分析检测;将第二个新的化合物制备成了分子印迹聚合物膜,对苯氧乙酸除草剂进行了分析。论文的主要研究内容如下:
1)合成了荧光物质5-氨基-2-羟基苯并咪唑(5-AHBI),且基于Fe3+对5-AHBI的荧光淬灭作用,5-AHBI被成功地应用于水溶液中Fe3+的荧光分析检测,成为水溶液中Fe3+荧光分析检测的新的荧光探针,探讨了该探针的浓度、溶液pH、Fe3+的浓度对该分析方法的影响,并详细探讨了干扰离子的影响,提出并验证了一种更合理的干扰实验考察方法,即“单个干扰-规律性”和“混合干扰-相关性(线性或曲线等)”。结果表明:当5-AHBI浓度为20μM时,对Fe3+具有很好的选择性和线性。当浓度分别为1、10、40μM的14金属离子与该探针单独作用时,均是出现荧光增强的现象(除极个别的外),待8μM Fe3+加入该体系后,均出现荧光淬灭的现象,干扰离子的浓度越小,该现象越明显,这就验证了“单个干扰-规律性”。当浓度分别为1、10、50μM的13种金属离子均存在的三种情况下, Fe3+在1-30μM的浓度范围内与其对20μM探针的淬灭强度都存在很好的线性关系,并且此时的检测限、灵敏度比无干扰离子存在时的要低、要高,最低检测限为5.47×10-7 M,这就验证了“混合干扰-相关性”。这为其它类似的实验提供了新的思路。
此外,根据现有的文献报道和本实验相关结果解释了Fe3+对5-AHBI的荧光淬灭作用:Fe3+咪唑环上C=N中N原子络合后,电子由富电子的芳香族单环转移到缺电子的咪唑环上,即是PET过程的发生或增强导致了淬灭效应,而不是 ESIPT途径受阻引起的淬灭。
2)将5-氨基-2-羟基苯并咪唑经“叠氮化-偶联”制备了另一个新的苯并咪唑类化合物3-(2-苯并咪唑基)-5-(3-丙烯基)偶氮苯酚,探讨了该物质的纯化方法。实验表明:先以体积比为9∶1的二氯甲烷与丙酮的混合溶剂为最佳淋洗剂进行硅胶柱纯化一次,再体积比例为4∶1和6∶1的二氯甲烷与乙醚的混合溶剂为最佳洗涤剂先后循环进行洗涤,这样才能既能得到高纯的产品又能在很大程度上降低损失。
将该新物质作为功能单体,制备苯氧乙酸印迹膜,考察了交联剂的种类及比例、溶剂用量、待聚合溶剂体系上样量、膜洗脱方式对膜制备性能的影响,探讨了功能单体与模板分子的比例对膜选择性的影响。实验结果表明:(1)以0.850mL的DMF为溶剂,当乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、己二烯酒石酸二胺三种交联剂的摩尔比为4∶1∶2、上样量200μL时,制备出的膜具有相对良好的柔性和硬度,超声洗脱的效率高于索氏提取效率。相对于2,4-二氯苯氧乙酸相似物来说,当功能单体与印迹分子的摩尔例为2∶1的时候,该印迹膜对苯氧乙酸印迹分子表现出最佳的选择性,印迹因子可达2.8,最大结合量为0.663×10-3 mmol/片。这为本实验室后续发展光纤维的膜传感奠定了一定的基础。