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阴离子受体的设计、合成及其性能研究是阴离子定性和定量检测的重要内容之一,也是超分子化学研究的前沿科学。氰根离子（CN-）广泛应用于各种工业生产中:如合成纤维、医药农药、金矿开采、电锻电镀、金属冶炼等,具有极强的毒性,是一种很容易通过如口鼻黏膜或者皮肤等途径进入人体或动物的物质,严重影响人体的血管、呼吸、神经及视觉等系统和器官,属于6级剧毒物,对生物体和环境危害比较大,世界卫生组织（WHO）规定饮用水中的氰化物总浓度不超过1.9×10-6 mol·L-1。已报道检测CN-的方法包括色谱法、电化学法、化学滴定法、流动注射分析技术、伏安分析法等,比色法/光谱法由于使用方法简单、灵敏度高、不需要昂贵仪器等优势,受到了科研工作者越来越多的关注。因此设计结构简单、响应迅速、选择性高、灵敏度高的CN-受体已成为当前科学研究领域的热点,具有十分重要的研究意义与应用价值。论文设计合成了一类含有酚羟基为识别位点的CN-受体分子,利用“裸眼”识别和紫外可见吸收光谱变化等对其识别性能进行了研究,该类受体分子具有合成简单、响应快速、灵敏度高等特点。主要包括以下五部分:第一章:介绍了超分子化学的含义及其在主客体化学的研究进展。CN-的来源、应用及毒性效应。根据受体分子与CN-作用机理的不同,综述了近年来识别CN-的受体分子类型,包括氢键型、去质子型、亲核加成型、金属配位型和基于其他机理的CN-受体共五类,并对国内外CN-识别与检测的相关研究现状和进展进行简要概述。在文献综述的基础上,提出了论文的设计思路和研究方法。第二章:设计合成了三种含有对羟基苯酚的查尔酮受体p-BHR1,p-BHR2,p-BHR3,采用1H-NMR、13C-NMR验证其分子结构。考察了三种受体在乙腈-水（9:1,v/v）溶液中对不同阴离子（包括CN-、F-、Cl-、Br-、I-、AcO-、HSO4-、H2PO4-、NO3-）的特异性识别、抗阴离子干扰能力、响应时间和最低检出限等,发现三种单体均能特异性识别CN-。溶液由无色变为亮黄色,实现了对CN-的光谱和“裸眼”识别,采用连续滴定法研究了受体分子与CN-的相互作用及检测范围,其中p-BHR3的检出限最低为1.01×10-66 mol·L-1。应用等摩尔连续变化法和核磁滴定的方法验证了受体分子与CN-间的结合常数和作用机理。第三章:设计合成了两种含有对羟基苯酚和吡啶基团的CN-受体p-HPPR1和p-HPPR2。在受体分子的乙醇-水（9:1,v/v）溶液中加入CN-后,溶液由无色变为亮黄色和橙色,而其他离子不会引起明显变化,可以特异性识别CN-。通过UV-Vis吸收光谱研究了受体分子与CN-的相互作用,p-HPPR2的最低检出限可达1.50×10-7mol·L-1,该类受体分子具有合成简单、响应快速、灵敏度高等特点。核磁滴定显示受体分子与CN-间作用机理为去质子作用和分子内电荷转移,受体分子应用于四种水样中CN-的快速检测及分子逻辑功能的研究。第四章:设计合成了两种含有对羟基苯酚和吡啶溴鎓盐的阴离子受体p-HPPBR1,p-HPPBR2,增强了受体的水溶性。在受体分子的乙腈-水（19:1,v/v）溶液中加入CN-后,紫外光谱和“裸眼”观察均显示受体分子可以特异性识别CN-,溶液由无色变为红棕色和蓝色,最低检出限分别为8.20×10-77 mol·L-1和5.10×10-7mol·L-1。核磁滴定方法证实了受体分子与CN-间作用机理为去质子作用,由于该受体分子具有响应快速、灵敏度高和变色明显等特点,将其应用于四种水样中CN-的检测及分子逻辑功能的研究,制作了含有受体分子的试纸用于实际水样的快速检测。第五章:总结与展望。本文合成了七种新型的CN-比色受体,通过UV-Vis吸收光谱和核磁滴定等研究了受体对CN-的特异性识别及作用机理。但目前含有羟基的CN-受体因环境pH影响较大,只能在一定的酸、碱度范围内显色,且对溶剂要求较为严格。CN-比色受体的研究主要集中在响应性能的研究上,在响应材料方面发展滞后,而将快速便捷的CN-识别材料应用到实际样品中的检测更是少见。本研究内容将为开发一种使用方便、快速高效、经济适用的CN-检测材料提供新思路。