毕业设计（论文）-咪唑衍生物的合成及光化学性能测试.pdf

本本科科毕毕业业论论文文咪唑衍生物的合成及光化学性能测试TheSynthesisandPhotochemicalPropertiesTestingofImidazoleDerivatives学院名称：化学与环境工程学院专业班级：高分子材料与工程12-1学生姓名：贾鹏鹏学号：201205040040指导教师姓名：王芳指导教师职称：副教授2016年5月毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得安阳工学院及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明使用授权说明本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：日期：目录摘要.IAbstract.II引言.1第1章概述.21.1荧光物质及荧光影响因素的概述.21.1.1荧光产生的过程.21.1.2荧光化合物.21.1.3荧光的性质.31.2荧光化学传感器.41.2.1荧光化学传感器的组成.41.2.2荧光化学传感器的识别机理.51.3研究必要性.81.3.1研究内容.81.3.2研究意义.8第2章咪唑衍生物的合成及荧光性能检测.102.1实验试剂与设备.102.1.1实验试剂.102.1.2实验设备.102.1.3仪器准备.112.2目标咪唑衍生物的合成.112.2.1实验原理.112.2.2实验方法.12第3章结果与讨论.153.1液相-质谱分析.153.2红外分析.163.3荧光分光光度计检测.183.4紫外可见光光谱检测.20结论.22致谢.23参考文献.24I咪唑衍生物的合成及光化学性能测试摘要：咪唑，作为一种含有两个氮原子的五元杂环化合物，在农业、医药，生物学，生命科学等领域的应用均十分广泛。咪唑类衍生物分子本身具有优良的电子传输性，由于其含有的咪唑环是缺电子芳环，且属非中心对称结构，因此具有独特的光学性能、良好的反应活性和磁性。目前，设计合成具有荧光性质的新型的咪唑类衍生物已经成为人们的研究重点和热点之一。而氟离子检测对于生命科学和环境研究具有重要的意义。因此，本实验通过使用苯偶酰设计合成一种特殊的含羟基的咪唑衍生物，进而与一种氯硅烷反应合成可以特异性识别氟离子的含硅氧键的咪唑衍生物。通过红外光谱、荧光光谱、紫外光谱及液相-质谱分析等方法对所合成的化合物进行结构与性能表征，并检验其识别氟离子的能力，探讨合成化合物的结构与性能之间的关系。本文为设计、合成具有热稳定性的荧光性能优异的有机化合物做出了探索。关键词：咪唑衍生物荧光化学传感器氟离子特异性检测IITheSynthesisandPhotochemicalPropertiesTestingofImidazoleDerivativesAbstract:Imidazolecontainingtwonitrogenatomsisafive-memberedheterocycliccompoundanditiswidelyusedinagriculturemedicinebiologylifescienceandotherfields.Imidazolederivativesthemselfhaveexcellentelectronictransmission.Becausethecontainingimidazoleringisakindoflackofelectronicaromaticringanditisalsothenon-centrosymmetricstructure.Thusweknowithasuniqueopticalpropertiesgoodreactivityandmagnetism.Atpresentthedesignandsynthesisofnovelimidazolewithcharacteristicsoffluorescentderivativeshavebecomethefocusofattention.Howeverfluorineiondetectionforlifescienceandenvironmentalresearchhasthevitalsignificance.Thereforethroughtheuseofbenzilthisexperimentdesignandsynthesizeonespecialimidazolederivativescontaininghydroxyl.Thenweusetchlorosilaneandittosynthesizeakindofimidazolederivativewhichcontainsasilicon-oxygenbond.Thefinalcompoundcanexclusivelyrecognizefluorineion.FinallythroughtheinfraredspectrumfluorescencespectrumUVspectrumandmassspectrometrywecancharacterizethestructureandperanceofthesynthesizedcompoundsandinspecttheabilityofdetectingfluorineion.Accordingtowhatwedidbeforewecanexploretherelationshipbetweenthestructureandperanceofsynthesizedcompounds.Wehavemadetheexplorationinthispapertodesignandsynthesizeorganiccompoundswithexcellentfluorescentperanceandthermostability.Keywords:ImidazolederivativesFluorescencechemicalsensorFluorineionSpecificdetection1引言近年来，氟离子检测无论是在生命科学、环境保护还是自然研究领域中都应经成为研究人员所十分关注的焦点之一。在牙科护理中，适当含量的氟化物对于维持牙齿健康是十分必要的。然而，过量的氟化物对于人体牙齿和骨骼来说则会带来严重的危害，并因此带来许多诸如氟骨症，尿石病和一些甚至导致死亡的健康问题。因此，研究一种敏感性和特异性检测氟离子的方法具有十分重要的意义。正因如此，许多荧光化学传感器由此而被设计及合成。化学传感器是一种具有“报告”能力的分子类基元当感知客体分子的存在时能够改变自身的性质(如磁性质、电化学、光学等)这样就能够实现对客体分子的专一性识别与检测。在高效的分子识别的基础上发展磁、电、光等技术手段而来检测分子识别中产生的信号差别实现分子间的传感是近几年来的重点课题和研究热点之一。而旨在能够对氟离子做出快速而有效的反应，目前最常用的设计荧光化学传感器的方法有三种：第一种是基于氟离子的强电负性，即当传感器暴露于氟离子时会迅速形成氢键；第二种是基于氟离子与芳基硼烷或硼酸盐的强烈反应；第三种是由于氟离子对硅的强吸引力导致当加入负离子后硅氧键的断裂。与之前的两种方法相比，基于硅氧键断裂机理的探究具有更好的选择性和稳定性。由于其对环境的不灵敏性而广泛应用。然而，绝大多数检测方法都面临着由氢氧离子的干扰带来的问题。但是这一问题却由基于硅氧键断裂机理设计而合成的荧光化学传感器很好的克服了。综上所述，寻找具有稳定性好、高选择性且可逆性好、高灵敏度的荧光化学传感器，是一个十分有意义的研究领域。因此，本文经过设计可合成一种具有荧光性的且含羟基的咪唑类衍生物，之后再与一种氯硅烷反应合成含硅氧键的能够专一性识别氟离子的咪唑类衍生物。当检测氟离子时，由于氟离子对硅的强吸引力而导致硅氧键断裂。通过检测断裂前后化合物的荧光性能变化而达到检测氟离子的目的。2第1章概述1.1荧光物质及荧光影响因素的概述自然界中存在的很多物质都能发出荧光，有人工合成的，有天然的，天然的荧光物质如宝石、玛瑙、翡翠等，人工合成的如荧光素类、罗丹明类、卟啉类等。天然的荧光物质当然有很高的收藏价值，而人工合成的荧光物质在诸多方面却有广泛的应用，科研价值则更高。1.1.1荧光产生的过程某些被称为荧光团或者荧光染料的分子(通常是芳(杂)环化合物)，其荧光的产生需经过三个步骤，即激发、激发态寿命与荧光发射1。激发：光子的能量hvEX可由外部光源例如激光器、白炽灯来提供，经过荧光团的吸收之后产生激发性电子单重态(singletstate)。这个过程是化学发光与荧光的区别，而化学反应导致了化学发光激发态。激发态寿命：激发态的存在时间是有限的。在此时间内，荧光基团会产生构象变化，并可能会受到分子间相互作用的影响，而这个过程产生两种重要结果。开始时，由于产生了一种弛豫单激发态(relaxedsingletexcitedstate，S1)，会导致一部分的能量失去，荧光发射就是由单激发态产生的。之后，并不是所有最初通过吸收作用而激发的分子均可通过荧光发射返回基态S0。其他诸如碰撞引起的荧光能量的传递(转移)、淬灭与系统间过渡等过程也可使S1减少。荧光发射：当光子能量-hvEM发射之后，即返回荧光团基态S0。因为在激发态寿命过程中，能量散失一部分，因而光子能量降低，与波长相比也更短。以(hvEX-hvEM)表示波长或能量的不同称做斯托克斯(Stokes)位移。Stokes位移是荧光技术的敏感性基础，由于使发射光子可在较低背景下检测，可与激发光子清楚地分开。1.1.2荧光化合物荧光化合物具有独特的分子结构与电子体系，这也是其能产生荧光的原因，诸如罗丹明类、荧光素、羟基苯基苯并咪唑类、噻嗪等都属于荧光化合物。此类荧光化合物通常含有较大-共轭体系与刚性的平面结构，且分子内部基本没有碳碳单键2。而存在碳碳单键导致不能自由旋转(也就是说分子具有刚性)，处于激发态下的电子在-共轭体系之中具有更宽广的离域范围(电子有较高活动自由度)，激发态分子受激发时则有足够稳3定性，使光子由激发态向基态迁回至发射荧光更为方便。那些由电子共轭引起荧光的荧光化合物，其荧光量子产率在一定的范围之内随电子共轭程度增加而增大，且荧光发射光谱一般也发生红移，意味着发射波长向长波长的方向移动。在一定范围之内增加分子体系电子共轭的程度可增强化合物的荧光性能，而使使荧光量子产率增大，发射波长红移，但是这样的改变会有一定饱和度，达到某一程度共轭后，荧光量子产率就不再增高。目前来看，国内外对荧光化合物的荧光性能与结构关系的普遍规律仍不是十分清楚，本实验尝试着从荧光性能的强弱变化来达到识别某个体系中特别的离子，寻找荧光化合物荧光性能和分子结构间的一般关系，从而为开发荧光性能良好的化合物而提供实验依据。1.1.3荧光的性质（1）荧光量子产率荧光量子产率定义为荧光物质吸光后发射的光子数与所吸收的激发光的光子数之比。通过测量待测物质和参比物质的稀溶液在同一激发波长下的积分荧光强度和对该波长激发光的吸光度3。最后根据以下公式计算可得荧光量子产率：22RRSSSRRSnFAnFA公式中，n、F和A分别代表溶液的折射率、发射峰面积和激发波长下的吸收值。下标R表示参比物，S表示待测样品。因为溶液是稀溶液因此可用纯溶剂的折射率代替稀溶液的折射率4。（2）荧光强度在一定条件下，荧光物质发射荧光的强弱可以通过仪器检测而用荧光强弱这一衡量来表达，且很多因素均会影响荧光的强弱，用(1)式表示：bceIKF10式中F代表荧光强度，K为仪器常数；I0为激发光强度；是荧光量子产率；b为样品池的光径长度；为样品的摩尔消光系数；c是样品浓度。浓度很稀时(1)式可近似为(2)式：bcIKF0据此可知，低浓度等条件下，荧光强度与样品浓度呈线性关系。3)荧光寿命4荧光寿命一般用代表，是指处于激发态时分子平均的停留时间，可以定义为：0teFtF此公式表明瞬时光脉冲激发荧光物质而产生的荧光变化将随时间延长而衰弱。荧光强度衰减到最大强度的1e倍时所需要的时间就称作荧光寿命。许多荧光探针的荧光寿命均在10-910-7S，比如荧光素就是4ns5。1.2荧光化学传感器1.2.1荧光化学传感器的组成通常情况下，荧光化学传感器由三个部分组成，外来物种的识别部分即接受器，中继体部分即传导系统，传感器在接受外来物种后将信息传输外出的报告器部分6。接受器是可以和被测试物专一性联接的基团，转换器是发生光学信号的信号源，传导系统用以衔接受器和报告器。由共价键而联接的基元则是接受器，被测试物质可与其结构中相关连的局部产生化学反馈进而生成新的共价键，也能够与存在差异的小分子、离子通过弱相互作用（如氢键，范德华力，静电引力等）专一性联接，而形成两分子、多分子的超分子体系，对荧光化学传感器的选择性来说，接受器的设计则是极其重要的，它能够对传感器的功能和性质产生很大影响。荧光化学传感器的品种由于对识别基团的深入钻研而得到了极大扩展，研究人员能轻易地将性能，性质良好的识别基团直接或间接的引用到本身的研究之中，从而设计出更加新颖的荧光化学传感器。将化学信号转换为光学信号的基团则是转换器，且是通过辨认信息后，荧光信号随之转换成的报告器，如某些荧光基团，稀土发光配合物。转换器的决定将很大程度上影响到辨别信号的表明。通常情况下，存在差异的荧光基团具备不同的荧光量子产率，发射波长，或Stokes位移。较为普遍的荧光基团有罗丹明7类，香豆素8类，萘酰亚胺9类等；稀土发光配合物主要是铽（Tb）铕（Eu）的羧酸，-二酮或大环多胺类配体的配合物，在设计探针时，可根据理论检测的差异需求进而决定不同的转换器10。发光基团因为被检测物的识别而接收到传导系统按某种传递机制发出的辨别信息导致信号激发，也就是说能够将中继体当做接受器和转换器之间相关联的桥梁。传递机制将明显影响信号的性质，进而对整个辨别的表明产生影响。在存在差异的环境（如温度，酸碱度等）中，即使相同的发光基团，其荧光性能也可以存在很大不同。另外值得注意的是，有些荧光化学传感器的接受器和转换器间也能够没有直观的连接装置。51.2.2荧光化学传感器的识别机理经典有机荧光分子传感器的识别机理主要由以下几种：分子内电荷转移（IntramolecularchargetransferICT）11，光诱导电子转移（PhotoinducedelectrontransferPET）12，荧光共振能量转移（FluorescenceresonanceenergytransferFRET），激发态分子内质子转移（Excited-stateintramolecularprotontransferESIPT）13等。近些年来，汇集诱导发光AIE（Aggregation-inducedemission）C=N异构化等一些新的辨别原理相继被报道，虽然在研究深度及应用领域范围新的辨别原理并没有传统的辨别机理那么全面，但新的辨别机理的出现为设计愈加新颖的荧光化学传感器提供了新的启示。（1）分子内电荷转移（ICT）基于ICT机理的荧光化学传感器的荧光基团和受体是直接连接的。电子供体由于光的刺激而向受体产生电荷转移，此种转移则是局部电子转移。经典的荧光化学传感器的作用机理是：推电子基团和吸电子基团均与荧光基团连接，而且吸电子基团或推电子基团其自身也可以作识别基团或其一部分。电子给体转向电子受体的电荷转移在荧光分子受到照射之后会立即增加，从而产生荧光；但是荧光基团的推-拉作用在接受器与被检测物连接后会受影响，进而产生吸收和发射的波长变化（蓝移或红移），这样就可实现比率检测。荧光基团的HOMO轨道会在检测底物与辨别基团连接之后而下降，从而产生发射或吸收的光谱蓝移。一般来说，ICT机理的荧光化学传感器感知检测物连接前后的荧光强度变化是不如PET传感器如此剧烈，但从另一方面说，在比率检测方面ICT机理则能大大降低检测误差。所以，ICT荧光化学传感器越来越引起人们的研究热情。（2）光诱导电子转移（PET）PET是目前应用最为广泛的荧光化学传感器的识别机理。其可从前线轨道理论进一步解释：以“turnon”型荧光化学传感器为例，当荧光基团受光激发时，最高占有分子轨道(thehighestoccupiedmolecularorbitalHOMO)的电子进入最低未占有空轨道(thelowestunoccupiedmolecularorbital，LUMO)，作为电子给体的识别基团HOMO上的电子向荧光基团的HOMO转移，使得荧光基团激发态的电子不能回到原来的基态，发生了PET过程，阻止了荧光基团的荧光发射；当阳离子存在时，电子给体的氧化电势升高使得其HOMO轨道的能量低于荧光基团的HOMO轨道能量，PET过程被抑制，荧光基团的荧光恢复14。然而，电子给体的HOMO轨道能级在目标检测物与传感器受体络合后明显降低，由PET导致的荧光猝灭的途径得以抑制。通过改善传导系统和荧光基团的构造以及设计双光子激发的荧光化学传感器可以克服PET荧光化学传感器存在的一些诸如易受顺6磁金属离子（如Cu2+）和重金属离子（如Hg2+）猝灭等缺点，这也是研究人员十分值得钻研的领域。（3）荧光共振能量转移（FRET）荧光共振能量转移指的是能量供体和受体之间由于远程偶极-偶极相互作用，在激发状态下能量从供体荧光团向受体荧光团转移的非辐射过程。FRET在有机荧光染料，小分子荧光探针以及光捕获天线分子的设计中起着举足轻重的作用。在FRET体系的设计中，选择合适的能量供体和能量受体是最核心的部分15。所谓的荧光共振能量转移进程，可以用图1.1表示。很明显可以看出，供体独立存在时发生的荧光强度很强，而受体的荧光强度在其寿命增长或减少时会明显加强。1.1荧光共振能量转移FRET具有操作简单、方便快捷、灵敏度高等长处，研究人员运用其在免疫学、核酸测试等领域，使其发挥了极大的作用。Wang16等应用生物抗原抗体专一结合的特性，将两种分别产生红色荧光(R-NPs)和绿色荧光(G-NPs)的CdTe纳米粒子用于FERT免疫传感器的制作。用R-NPs标识牛血清白蛋白(BSA)，用G-NPs标记抗BSA的IgG。G-NPs和R-NPs间在BSA-IgG抗原抗体复合物生成时会发生FRET，R-NPs的荧光加强，但G-NPs的荧光被猝灭。（4）激发态分子内质子转移（ESIPT）因为ESIPT效应是化学、生物过程中实质的质子转移路径之一，而且普遍存在与世间万物。3-羟基黄酮(3-hydroxyflavoneHFL)类衍生物则是其中比较具有代表性的17，其结构如图1.2所示。当某些有机分子在光、热、电等作用下，分子由稳态激发至激发态，其中某一基团上的质子经过分子间或者分子内的氢键而转移到分子内附近的N、O、S等杂原子上，形71.2一些3-羟基黄酮类衍生物成了一种互变异构体，此过程称作激发态分子内质子转移（ESIPT）18。当前，2-(2-羟基苯基)苯并噁唑(HPBO)在此类研究中算是研究的比较深入。我们在此以HPBO分子为例来讲述ESIPT进程的概况19。1.3ESIPT过程构型S0的基态能量在此4种构型中是最低的但也最是稳定的。因此常温下，HPBO分子大多以S0构型存在存在的最为主要的异构体也就是此种构型20。众多研究表明，只有酮式构型和烯醇式构型两种参与了ESIPT过程。激发态分子内的质子转移进程拥有许多优点，例如它的stokes位移更大，且拥有更8高的荧光量子产率等等。这种荧光染料在荧光化学传感器领域很久以前就是人们研究的热点之一，且它在离子选择性传感器领域的应用前景则更为人们所看好。Hamilton21等对阴离子荧光化学传感器作了较为深入的研究，报道了一种检验H2PO4-的荧光化学传感器，其所含有环氨基具有香豆素荧光基团，因此可以产生激发态电荷的转移。彭孝军22等深入研究并设计合成了两种苯并噁唑类衍生物即2-(2-甲苯磺酰胺苯基)苯并噁唑和2-(2-苯尿素苯基)苯并噁唑。2-(2-甲苯磺酰胺苯基)苯并噁唑在氟离子、乙酸根离子和磷酸根离子进入体系后发生质子化，且2-(2-苯尿素苯基)苯并噁唑对尿酸中存在的氟离子、乙酸根离子也能发生质子化。ESIPT分子拥有许多独特的性能，比如它的光学非线性特性就很具有研究必要，正因为这些特性使得其有希望成为多种光学元件的优质材料23。鉴于有机分子的质子转移具有如此具有潜力的特性，使其在生物，化学，物理，电子信息等科学领域具有十分重要的应用。1.3研究必要性自然界之中广泛存在着ESIPT效应这种质子转移方式。2-(2-羟基苯基)苯并恶唑(HBO)、2-(2-羟基苯基)苯并噻唑(HBT)、3-羟基黄酮(3HF)、1-氨基蒽醌(1-AAQ)等ESIPT分子具有优异的光物理特性如发光强、斯托克斯位移较大、光稳定性好等被广泛地应用于化学传感器的设计中24。1.3.1研究内容本文所合成的是一种苯并咪唑类衍生物。首先，2-(2-羟基苯基)苯并咪哗及其衍生物具有荧光强度强、斯托克斯位移大、荧光量子产率高等优点，主要应用于荧光探针的研究开发方面。2-(2-羟基苯基)苯并咪唑类衍生物能够和铜(II)结合，生成无荧光的络合物，此络合物遇到NO时又产生荧光，因此可作为体内NO探针，并且具有靶向性25。另一方面，2-(2-羟基苯基)苯并咪唑类衍生物能够和许多金属离子结合，都会使荧光减弱或消失，可用来检测金属离子。但是本文未利用其检验金属离子的能力，是因为阴离子的化学传感比阳离子识别更加困难，因为与相应的同等电荷的阳离子相比，阴离子的离子半径较大，这就使阴离子在以静电相互作用进行识别时，其效率要比同等电荷的阳离子低。此外，溶液的pH值、阴离子的形状和溶剂的溶剂化能力等都对阴离子化学传感的合成和设计产生影响。最小的阴离子F-具有独特的化学性质26。通过与苯环上羟基发生反应生成稳定的硅氧键，从而利用氟离子对硅的强吸引力导致硅氧键断裂并通过ESIPT机理使合成的化合物荧光性能发生变化而达到检测氟离子的目的。1.3.2研究意义9随着现代科学技术的发展，氟离子检测无论是在生命医学健康还是在环境科学领域都具有十分重要的意义。氟离子的含量多少对于人体而言十分重要，如果人体储存过量的氟，这种非金属元素或其化合物，极有可能导致氟中毒而使患者自身腿部畸形，牙齿病变，骨骼变形等，甚至导致氟骨症而失去了独立自主的生活能力。更为人所担忧的是，一旦氟中毒后患者无法彻底治愈，终生将受到病痛折磨。我国西北部和其他地区相比，燃煤污染型病情则十分严重，但最严重的是湖北、贵州。西南局部区域及贵州毕节人民贫穷的根本缘由也是由它带来的。而且植物可从大气，水，土壤中吸收氟化物并逐步积累，导致植物病变或死亡。受污染的农田所种植的农作物也会遭受萎黄病的侵害，导致产量大大降低27。因此，本文研究的设计合成一种咪唑衍生物来达到检测氟离子的目的是十分具有研究及应用意义的。10第第2章章咪唑衍生物的合成及荧光性能检测咪唑衍生物的合成及荧光性能检测2.1实验试剂与设备2.1.1实验试剂实验所用试剂见表2.1表2.1实验所用试剂一览表实验试剂规格产地苯偶酰98%阿拉丁乙酸铵AR阿拉丁苯胺分析纯天津市大茂化学试剂厂水杨醛GR阿拉丁冰乙酸分析纯天津市富宇精细化工有限公司乙酸乙酯分析纯天津市富宇精细化工有限公司二氯甲烷分析纯天津市富宇精细化工有限公司正己烷分析纯天津市富宇精细化工有限公司石油醚分析纯天津市富宇精细化工有限公司无水乙醇分析纯天津市富宇精细化工有限公司叔丁基二甲基氯硅烷97%阿拉丁18-二氮杂二环540十一碳-7-烯97%阿拉丁氢化钙98.5%，Mg乙酸乙酯甲苯。由图可得：对于荧光强度来说，甲醇荧光强度最强为248.9，其次甲苯为120，最后乙酸乙酯为21.99。我认为，极性强弱与荧光强度是存在一定关系的，即极性越强，荧光强度越大。但是图上显示乙酸乙酯荧光强度最弱，可能是产生了特殊的溶剂效应：酯基中的氧与HOPI中的羟基形成了分子间的氢键而导致荧光强度急剧下降，所以荧光强度最低。从最大吸收波长来说，甲苯的最大发射波长最长为481nm其次为乙酸乙酯468nm，最后是甲醇458nm。显然，由此数据可以分析对于此种化合物，溶液极性越大，荧光的最大发射波长越容易向短波长方向移动（即发生蓝移）；极性越小，荧光的最大发射波长越容易向长波方向移动（即发生红移）。对于图3.8也可得到同样的结论。3.4紫外可见光光谱检测以无水乙醇认真冲洗石英比色皿后，再以所用溶剂清洗几次，吹风机吹干。基线校准后，即可开始检测所配溶剂。分别检测HOPI及SiOPI的乙酸乙酯溶液（浓度均为10-5molL）。得到各自的紫外光谱图，见图3.9及图3.10。由图3.9及图3.10分析得：HOPI的最大吸收波长为317nm，吸光度为1.422，中等吸收峰出现在288nm处，吸光度为1.418；SiOPI的最大吸收波长为279nm，吸光度为0.174，中等吸收峰出现在233nm处，吸光度为0.487。氯硅烷化后，HOPI的最大吸收峰由317nm蓝移至279nm处，中等吸收峰由初始的288nm蓝移至233nm处。这是因为硅烷化后极性减小，导致发生了蓝移。且硅烷化后最大吸收波长的吸光度减小了1.248。21图3.9HOPI的紫外光谱图图3.10SiOPI的紫外光谱图22结论本实验以苯偶酰，叔丁基二甲基氯硅烷为基本反应原料，通过德布斯法合成2-（2-羟基苯基）-1，4，5-三苯基咪唑后，再经过取代反应合成2-（2-羟基苯基）-1，4，5-三苯基咪唑，然后通过液相-质谱，红外光谱，荧光光谱等对其进行表征、测试，最后得出结论：通过液相-质谱及红外光谱测试，能够证明合成的最终产物就是目标产物，表明此方法的有效性及可行性；从荧光光谱中能够得出，HOPI反应生成SiOPI后其最大发射波长蓝移了10nm，且浓度相同时两者的荧光强度峰值相差243。在不同溶剂中的荧光光谱分析表明，溶剂的极性会对荧光强度及最大吸收波长产生一定的影响：一般来说，极性越大，荧光强度越强（特殊溶剂效应会对荧光强度造成很大影响）。且合成的HOPI化合物硅烷化后极性减小，在荧光光谱和紫外光谱中均发生蓝移，荧光强度及吸光度均减小。由实验结论我们就可以在产物溶液中加入氟离子前后，通过比较荧光光谱中发射峰的位置及荧光强度变化和紫外光谱的变化来实现对氟离子的检测。不足之处则是，检测过程较为繁琐，且此方法只是一种较为定性的检测方法，下一步的改进应该是更多地向定量检测出发，且要设法简化检测过程，使其拥有更多的使用价值。23致谢论文写到这里已经接近尾声了，在此我要特别感谢安阳工学院化学与环境工程学院高分子材料与工程教研室的王芳老师。因为本论文从课题选择、开题报告、任务书的下达等方面都是在老师的指导下完成的，这期间都倾注了老师的心血和努力，对于我们实验过程中的问题，王老师都毫无保留地予以指导，对于我实验过程中的错误也能及时批评指正。正因如此，我才能顺利的完成实验课题的研究及毕业论文的撰写。敬爱的王芳老师年轻有为，充满激情，教学风趣幽默，治学则更是严谨细致。她拥有渊博的专业知识、一丝不苟的工作态度、诲人不倦的高尚师德、宽以待人的崇高风范、平易近人的人格魅力，和同学的关系亦师亦友。课堂上的教学工作深入浅出，生活中对于同学们的生活也十分关注。王老师对于我在大学期间的生活与学习都产生了很大的影响。在这里我想向王老师真诚地说一声：谢谢您！另外，感谢为我测试样品的田大勇老师、郑勇老师，他们的无私帮助和支持使我增长了见识，并促成了此论文的完成，再次向他们表示真诚的谢意。本论文的顺利完成，也离不开各位同学和朋友的关心和帮助。在此感谢在实验室中共同工作过的同学许宁宁、文荣、李玲玲，李玄，苏亮，林祥成，刘云龙，耿莉芳。天地宽大，父母恩大！感谢父母二十年来的养育之恩！母校对我的成长和发展也倾注了巨大的心血，感谢她给我提供了良好的学习环境，使我学到了许多专业知识，掌握了一定的专业技能，感谢母校的辛苦培养之恩。我也会继续努力，尽自己的微薄之力回报母校，争取使自己的人生对社会产生些许积极的价值！最后，祝愿化工系所有敬爱的老师工作顺利，身体健康，生活美满，祝愿我们的化学与环境工程学院明天更加美好！24参考文献1黄晓峰张远强张英起.荧光探针技术M.北京:人民军医出版社2004.45-67.2李林波.功能性有机荧光小分子化合物的设计、合成及性能研究D.苏州大学2008.14-17.3刘秋军高磊王雷等.新型吡唑啉类荧光化合物的合成及光谱分析J.光谱学与光谱分析200929(10):2810-2814.4王芳.光化学传感器的设计合成及识别性能研究D.中国科学院研究生院2010.54-56.5张曼玉.激发态质子转移型新化合物的合成与性质研究D.天津理工大学2010.3-4.6吴世康.荧光化学传感器研究中的光化学与光物理问题J.化学进展200416(2):174-183.7崔存丽.新型荧光化学传感器的合成及性能研究D.青岛科技大学2010.29-34.8郭媛陈康裕倪小波等.3-吡啶香豆素类化合物的合成及荧光性质研究J.化学试剂201032(8):673-676.9兰海闯.萘酰亚胺类荧光化学传感器的设计合成及其应用D.上海师范大学2012.18-28.10韩庆新石兆华唐晓亮等.荧光化学传感器的研究与应用J.兰州大学学报(自然科学版)2013(3):416-428.11WuFYLiZWenZCetal.Anovelthiourea-baseddualfluorescentanionreceptorwitharigidhydrazinespacerJ.OrganicLetters20024(19):3203-3205.12VanceDHCzarnikAW.Real-timeassayofinorganicpyrophosphataseusingahigh-affinitychelation-enhancedfluorescencechemosensorJ.JournaloftheAmericanChemicalSociety1994116(20):9397-9398.13ThomasKGeorgeJA.Ageneticallyencodedratiometricindicatorforchloride:capturingchloridet