1,10-邻菲啰啉并咪唑衍生物阴离子受体的合成与识别研究

"1,10-邻菲啰啉并咪唑衍生物的合成及阴离子识别性能的研究" 本文详述了1,10-邻菲啰啉并咪唑衍生物作为阴离子受体的合成方法及其在阴离子识别中的应用。研究者设计并合成了两种1,10-邻菲啰啉并咪唑衍生物：2-(2-羟基苯基)-1H-咪唑[4,5-f][1,10]邻菲啰啉(1)和2-(2-羟基-5-溴苯基)-1H-咪唑[4,5-f][1,10]邻菲啰啉(2)。其中，受体2的结构通过X射线单晶衍射分析得到确证，这是确保其化学性质和功能准确性的重要步骤。 实验部分，研究人员利用紫外-可见光谱滴定法和1H NMR滴定法系统地研究了这两种受体对F-、Cl-、Br-、I-、H2PO4-和AcO-六种常见阴离子的识别性能。结果显示，受体1和2对AcO-、F-和H2PO4-显示出较强的传感响应，导致溶液颜色从淡黄色转变为黄色，这表明它们能有效地与这些阴离子形成稳定的复合物。特别是，受体对F-的识别表现出较高的选择性，这可能是由于氢键作用增强的原因。然而，对于Cl-，受体的识别效果较弱，而对于Br-和I-，则几乎没有明显的识别反应。 进一步的机理研究表明，受体与F-、H2PO4-和AcO-之间形成了1:1的氢键超分子结构，当阴离子量超过受体时，咪唑氮上的氢会转移到阴离子上。而在与Cl-的相互作用中，虽然也存在氢键作用，但形成的超分子复合物相对较弱。相比之下，受体与Br-和I-之间的相互作用十分微弱，这可能是因为这两种大离子的电荷分布和空间位阻影响了与受体的有效结合。 这项工作强调了1,10-邻菲啰啉并咪唑衍生物在阴离子传感和识别领域的潜力，尤其是在生物体中关键离子如氟离子和氯离子的检测方面。阴离子的识别对于理解生物过程、化学反应以及环境监测具有重要意义，例如氟离子在人体健康和疾病（如氟斑牙和氟骨症）中的作用，以及氯离子在血压调节和疾病关联（如囊包性纤维症、巴特综合症）中的角色。因此，这类新型受体的开发为设计更高效、更特异性的阴离子传感器提供了新的策略和方向。