三足多齿胺类配体的合成及其对金属离子识别的研究

【摘要】分子识别是非共价键键合分子化学(超分子化学)领域的研究热点,设计具有多识别位点、与金属离子空间互补并满足预组织原则的受体分子来识别金属离子更是成为分子识别的重点。与其他金属离子的识别研究相比,Co2+离子识别的研究还相对较少,尤其是利用比色法来测定痕量Co2+离子的研究更是如此。正是基于这样的研究背景,本文选用柔性的三-(2-氨乙基)胺作为框架设计、合成了三-(2-氨基甲酰基(5-甲氧羰基-吡啶-2)乙基)胺(配体Ⅰ)、三-(2-氨基甲酰基(5-羧基-吡啶-2)乙基)胺(配体Ⅱ)、三-(2-氨基酰基(5-硝基吡啶-2)乙基)胺(配体Ⅲ)这三种三足多齿胺类配体,通过X-ray单晶衍射等分析手段对配体及其钴的化合物进行了表征,并研究了配体上不同取代基对其Co2+离子识别的影响,具体内容如下：1.以5-甲氧羰基-2-吡啶羧酸为母体,首先通过酰氯化反应合成出5-甲氧羰基-2-甲酰氯吡啶,再将5-甲氧羰基-2-甲酰氯吡啶与三-(2-氨乙基)胺缩合,合成出三-(2-氨基甲酰基(5-甲氧羰基-吡啶-2)乙基)胺(配体Ⅰ)。利用X-ray单晶衍射、质谱、红外光谱、紫外-可见光谱、核磁共振等分析手段对配体Ⅰ及其钴的化合物进行了结构表征及分析,通过紫外-可见吸收光谱研究了配体Ⅰ对于Co2+离子的识别,当溶液中Co2+为10-5mol·L-1时,溶液颜色变化肉眼可见；同时发现配体I/Co体系对弱酸根离子有一定的识别能力。2.将配体Ⅰ水解、酸化得到三-(2-氨基甲酰基(5-羰基-吡啶-2)乙基)鹳胺(配体Ⅱ),分别研究了配体Ⅱ在pH值为7.2、7.5和7.8的Tris-HCl缓冲液中对Co2+子的识别,紫外-可见光谱表明配体Ⅱ与Co(Ⅲ)形成的配合物,其吸收峰较配体Ⅰ的Co(Ⅲ)的配合物发生蓝移,配体Ⅱ对溶液中Co2+离子的显色不明显。3.以5-硝基-2-吡啶羧酸为母体,得到了三-(2-氨基甲酰基(5-硝基-吡啶-2)乙基)胺(配体Ⅲ)。通过紫外-可见光谱研究了配体Ⅲ对于Co2+离子的识别。结果表明,配体Ⅲ的Co(Ⅲ)的配合物的紫外-可见吸收峰与配体Ⅰ和配体Ⅱ的Co(Ⅲ)的配合物相比,发生一定程度的红移,配体Ⅲ肉眼检测Co2+子的效果更好,主要表现在：当溶液中Co2+离子为10-6mol·L-1时,溶液颜色变化肉眼可见；配体Ⅲ对Co2+离子的显色更加灵敏；体系吸光度与Co2+离子浓度的线性关系更好。
【作者】周景茹；
【导师】任艳平；
【作者基本信息】厦门大学，分析化学，2014，硕士
【关键词】三足多齿胺类配体；CO2+离子；比色法；识别；

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