1、熒光化學傳感器和比色化學傳感器由于具有較高的靈敏度、可利用光纖技術實現遠距離實時檢測、實現裸眼識別等優(yōu)點，近年來引起了人們極大的興趣。染料分子由于具有較強的生色能力，在加入底物過程中，通常會在可見光區(qū)范圍發(fā)生紫外可見吸收光譜和熒光光譜的變化。因此，本論文設計、合成了一系列有機染料，并研究了其在離子光化學傳感方面的應用。 1．設計合成了偶氮喹啉苯酯衍生物 (見圖A1)，并研究了與Hg<'2+>作用前后化合物的光物理性質的變化。實驗

2、結果表明，偶氮基團的引入改善了喹啉苯酯化合物的生色能力。苯環(huán)上 4-位取代基推電子能力的增強不僅使得化合物1-3的吸收光譜發(fā)生紅移，而且對化合物和Hg<'2+>配位后的光譜變化有很大影響。對于含推電子基(-OCH<,3>，-N(CH<,3>)<,2>)的化合物2和3來說，Hg<'2+>的加入使化合物由D-π-D結構轉變?yōu)镈-π-A結構，增加了分子內電荷轉移的程度，導致化合物吸收光譜的紅移；而對于含吸電子基(-NO<,2>)的化合物4來說

3、，Hg<'2+>的加入使化合物由D-π-A結構轉變?yōu)锳-π-A結構，減小了分子內電荷轉移的程度，從而導致化合物吸收光譜的藍移。強推電子基(-N(CH<,3>)<,2>)的引入將化合物3在加入Hg<'2+>前后的光譜調節(jié)至可見光區(qū)范圍內，使其可用于Hg<'2+>的裸眼檢測。其它金屬陽離子的存在不干擾 Hg<'2+>的檢測。紫外吸收光譜和<'1> H NMR譜均證實化合物與Hg<'2+>的鍵合部位是喹啉N原子與酯基O原子。 2．設計

4、合成了羅丹明衍生物 (見圖A2)，研究了加入Hg<'2+>前后化合物的光物理性質的變化。實驗結果表明，在pH為中性的緩沖溶液中，加入Hg<'2+>前，化合物1-3的紫外可見吸收譜圖的吸收峰強度很弱，對應的熒光光譜發(fā)射峰也很弱，此時化合物為關環(huán)態(tài)；而加入Hg<'2+>后，紫外可見吸收譜圖上位于555 nm附近分別出現了明顯的吸收峰；對應的熒光光譜在510 nm波長激發(fā)下位于 580 nm附近也出現了明顯的發(fā)射峰，化合物由關環(huán)態(tài)轉化為開環(huán)態(tài)

5、。相應的顏色和熒光均發(fā)生了明顯的變化：顏色由無色變?yōu)槊黠@的紅色；熒光顏色在365 nm波長激發(fā)下由無色變?yōu)槌燃t色?；衔?相比于化合物2和3對Hg<'2+>具有更好的選擇識別性能，其它金屬離子的存在不干擾化合物1對Hg<'2+>的檢測?；衔?有望發(fā)展為同時具有吸收和熒光發(fā)射輸出信號的Hg<'2+>化學傳感器。 3．設計合成了具有不同共軛結構的偶氮羥基喹啉衍生物1-3 (見圖A3)，研究了加入陰離子前后化合物的光物理性質的變化。

6、實驗結果表明，偶氮基團的引入改善了8-羥基喹啉的生色能力，并且在乙腈溶液中隨著取代基由苯基變?yōu)檩粱洼旎鶗r，化合物的吸收光譜發(fā)生紅移。結合吸收光譜數據和晶體結構數據可以得出，在乙腈溶液中化合物的光物理性質主要取決于共軛結構，而在固態(tài)條件下化合物的光物理性質受共軛結構、分子面間距、二面角以及氫鍵作用的綜合影響。多環(huán)芳烴的引入能夠在一定程度上改善化合物對陰離子的鍵合能力，使化合物均對F有較好的響應，并可達到裸眼識別。<'1>H NMR表明酚

7、羥基是偶氮喹啉衍生物響應陰離子的關鍵部位。 4．設計合成了半菁染料1-4 (見圖A4)，研究了這四個化合物在加入陰離子前后的光物理性質。在加入堿性較大的陰離子(F<'->和AcO<'->)后，化合物1-4的乙腈溶液的紫外可見吸收光譜均發(fā)生了明顯的紅移，表明1-4是一類較好的陰離子化學傳感器。設計合成了一個查爾酮化合物5，加入堿性較大的陰離子(F<'->和AcO<'->)后，紫外可見吸收光譜和熒光光譜均發(fā)生變化，有望發(fā)展為熒光和生