Page 121 - 《精细化工》2020年第2期

第 38 卷第 2 期 精 细 化 工 Vol.38, No.2
202 1 年 2 月 FINE CHEMICALS Feb. 2021

功能材料
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长链烷氧基苯腙衍生物对 F 的选择性单一识别

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籍向东 ，李守博 ，曹 成 1,2* ，茹 涛 ，杨瑞芳 ，岳国仁 1,2
（1. 河西学院 化学化工学院 甘肃省河西走廊特色资源利用重点实验室，甘肃 张掖 734000；2. 甘肃省
凯源生物技术开发中心，甘肃 张掖 734000）
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摘要：合成了一种长链烷氧基苯腙衍生物受体 R，其结构采用 HNMR、 CNMR、FTIR 和 HRMS 进行了表征。
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结果表明，受体 R 在纯二甲基亚砜（DMSO）中能够选择性识别 F 、Ac 和 H 2 PO 4 ，在 5%H 2 O+95%DMSO 中（体
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积分数）可高选择性单一识别 F 。根据 Benesi-Hidebrand 方程及 Job 曲线分析可知，受体 R 与阴离子形成的络
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合常数均在 3.07×10 L/mol 以上，且与 F 形成物质的量比为 1∶1 型氢键络合物。最后通过 HNMR 滴定实验及
理论计算阐述了阴离子识别过程机理的可行性。
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关键词：苯腙衍生物；阴离子识别；F 化学传感器；功能材料
中图分类号：O657.3；X830.2 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 02-0323-07
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Selective single recognition of F by a long-chain
alkoxyphenylhydrazone derivative
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JI Xiangdong , LI Shoubo , CAO Cheng 1,2* , RU Tao , YANG Ruifang , YUE Guoren
（1. Key Laboratory of Hexi Corridor Resources Utilization of Gansu, College of Chemistry and Chemical Engineering,
Hexi University, Zhangye 734000, Gansu, China; 2. Kaiyuan Bio-Tech Development Center, Zhangye 734000, Gansu,
China）
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Abstract: A long-chain derivative receptor R was synthesized and characterized by HNMR, CNMR,
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FTIR and HRMS. The results showed that receptor R could selectively recognize F , Ac and H 2 PO 4 in pure
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dimethyl sulfoxide (DMSO). Moreover, receptor R showed selectively single recognition of F in 5%H 2O+
95%DMSO (volume fraction) solution. The Benesi-Hidebrand equation and Job curve showed that the
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complexing constants of receptor R with anions were above 3.07×10 L/mol. Receptor R could form a
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molar ratio of 1∶1 hydrogen bond complex with F . Finally, the feasibility of the mechanism of anion
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recognition process was explained through HNMR titration experiment and theoretical calculation.
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Key words: phenylhydrazone derivatives; anion recognition; chemosensor for F ; functional materials
设计合成具有高选择性、高灵敏度的阴离子识 检测及裸眼识别）的比色传感器已成为环境治理、
别受体是超分子化学研究领域的重要课题，近年来 水污染检测等领域的重要研究方向 [10-12] 。
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受到广泛关注 [1-3] 。人体摄入过量 F 会引起脏器的损 基于氢键作用的阴离子识别受体一般由信号部
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伤、股骨头坏死等问题，因此，对环境中 F 的检测 分和结合部分共同构成。其中，信号单元一般为含吸
已经成为污染管理及危害评估的重点防护部分 [4-6] 。 电子基团的芳香环，结合单元则通过 N—H，O—H
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Ac 在生命体中扮演非常重要的角色，例如乙酰辅酶 等基团与阴离子作用，引起受体电子云密度发生改
A，在生物代谢过程中（如酶代谢）以乙酸钠形式 变进而实现溶液颜色的变化或光谱变化，达到阴离
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存在并被用作主要成分 。H 2 PO 4 过量会造成土壤及 子识别的目的 [13] 。酰胺、脲/硫脲、席夫碱等单元被
水资源的富营养化，从而危害人体健康及农作物健 广泛运用于受体分子设计 [14-16] 。其中，苯腙类受体
康生长 [8-9] 。开发对特定阴离子有良好选择性（紫外 因产率高、结构易修饰、合成过程简单等优点受到

收稿日期：2020-06-18; 定用日期：2020-09-09; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200534
基金项目：国家自然科学基金（21761011）；甘肃省科技计划资助项目（18JR3RG205）；甘肃省基础研究创新群体项目（17JR5RA306）；
大学生创新创业训练计划项目（201810740001）
作者简介：籍向东（1987—），男，副教授，E-mail: jxdsn@163.com。联系人：曹 成（1982—），男，副教授，E-mail: caochxu@126.com。