《含硫脲螺旋取代聚乙炔的合成與陰離子識別性能》是依託華南理工大學，由瞿金清擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：含硫脲螺旋取代聚乙炔的合成與陰離子識別性能
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：瞿金清
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
螺旋取代聚乙炔是著名的動態螺旋聚合物，易於改變螺旋結構實現分子識別，有望成為重要的陰離子識別受體。陰離子識別在生物、化學、醫學、催化和環境等科學領域占有重要地位，陰離子識別的主客體化學已成為陰離子模板、選擇性離子運輸及離子感測器等領域的研究熱點。陰離子識別受體的設計合成是陰離子識別的技術關鍵，目前陰離子受體多為低分子體系，其結構缺乏可控和可調性；受體的信號報導基團單一，其選擇性和靈敏度不高。本項目合成新型含硫脲和胺基酸的螺旋取代聚乙炔衍生物，利用螺旋聚合物具有三維空間立規結構，促進陰離子與硫脲形成多重氫鍵，提高其對陰離子的識別能力，通過胺基酸和功能取代基調控陰離子識別的選擇性。同時將比色識別法與光譜及電化學等識別法耦合，共同提高陰離子識別的靈敏度，並探明陰離子識別機理。研究結果不僅在螺旋聚合物合成及結構調控的理論上有所突破，而且為開發陰離子受體的設計和合成提供必要的理論指導。
結題摘要
陰離子在化學、環境、生命、材料等領域扮演著重要角色，近年來陰離子識別受到極大關注。取代聚炔具有優異的光電性質，脲/硫脲基的-NH是良好的氫鍵供體，可作為陰離子的識別位點，兩者結合可製備出具有陰離子識別能力的聚合物受體。設計合成新型含有脲/硫脲基取代聚乙炔受體poly(1)和poly(2)、聚苯炔衍生物受體poly(3)、磺醯脲受體4、2-硫代乙內醯脲受體5和6，利用紅外光譜（IR）和核磁共振光譜（NMR）表征了單體和聚合物結構。聚合物受體poly(1)-poly(3)均溶於DMF、DMSO、THF、CH3Cl、CH2Cl2和甲苯中，受體4-6還可溶於CH3CN中。這些受體均能簡便地通過裸眼比色法識別陰離子，當加入相應的陰離子後，受體溶液顏色發生明顯變化，紫外-可見吸收光譜吸收峰產生明顯紅移或新吸收峰。核磁滴定和液相紅外測試結果表明，受體識別位點是通過氫鍵和/或去質子化作用結合陰離子的。poly(1)和poly(2)與陰離子結合產生正別構效應，主鏈構象發生變化，使陰離子的相繼結合變得更加容易。poly(3) 對F-有比色和螢光回響，對Ag+也有螢光開-關的識別能力，可以進一步用於ADP的檢測。磺醯脲受體4和2-硫代乙內醯脲受體5對F-有較高的靈敏度和較強的識別能力，通過氫鍵結合形成摩爾比1:2的配合物。由於酚羥基OH和硫代乙內醯脲NH的酸性和形成氫鍵能力的差異，2-硫代乙內醯脲受體6 對F-的識別分為兩個過程。受體6還可以在固態條件下作為檢測F-的化學感測器，這種易於製備的氟離子檢測試紙檢測極限低至1.9ppm(1.9μg•mL-1)。研究結果已發表SCI論文3篇，EI論文1篇，申請中國發明專利2項，為含脲/硫脲陰離子識別受體的製備提供理論基礎。
