3,4-乙烯二氧噻吩基金属有机骨架的合成及其荧光传感应用

作     者：程尧 

作者单位：南京理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：唐卫华;周杰

授予年度：2022年

学科分类：07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 

主      题：发光金属有机骨架材料 荧光响应 传感检测 硝基芳胺 

摘      要：金属有机骨架材料是由刚性的有机基团与单金属节点或者金属簇次级构筑单元通过配位键连接在自组装条件下形成的高度规整且具有无限结构的多孔骨架结构。金属有机骨架材料由于其高度结晶性、比表面积大、孔道规则并且多样、结构可设计、骨架可功能化等优点,在气体的存储,吸附和分离、催化、离子交换、载药以及传感等领域具有很大的潜在应用价值,尤其是具有荧光性能的发光金属有机骨架材料在化学传感器领域显现出巨大的应用价值。发光金属有机骨架材料可以通过多种荧光响应信号如荧光猝灭、荧光增强或者新的发射峰和强烈的主-客相互作用,实现对目标分子的快速、高灵敏和选择性检测。想要实现对特定目标分子的检测,需要对发光金属有机骨架材料进行合理的设计。我们通过合理的设计有机配体,合成了一种可以选择性检测硝基芳胺的发光金属有机骨架材料,并对向有机配体引入功能基团,实现了对高能含氮杂环化合物的选择性检测,具体内容如下:(1)以3,4-乙烯二氧噻吩为给电子基团,通过C-H活化反应对其修饰共轭芳基,设计合成了大偶极矩的有机配体,其偶极矩为8.82 D。进一步通过溶剂热法合成了发光金属有机骨架材料。利用与对硝基苯胺之间的强的偶极-偶极相互作用,通过电子转移和能量转移猝灭了金属有机骨架材料的荧光,实现了对硝基苯胺的检测。(2)在3,4-乙烯二氧噻吩的乙烯基侧链上修饰功能基团羟基和苯基,合成了两种具有不同配位位点的有机配体,进一步通过溶剂热法合成了两种发光金属有机骨架材料。荧光测试表明,两种发光金属有机骨架材料均对高能含氮杂环化合物有荧光响应,这应该归因于高能含氮杂环化合物更负的最低未占据分子轨道能级,更有利于发生电子转移。