摘要
1,9-蒽酰亚胺荧光团相较于常见的1,8-萘酰亚胺荧光团结构有更大的π共轭平面，作为荧光探针的荧光团预计会出现更大的紫外吸收，荧光发射波长值相应。本论文以课题组前期科研工作为基础，创新性的报道了以为1,9-蒽酰亚胺为荧光发色团，活化的C-H基团为作用位点，基于荧光比色法检测氰离子的荧光探针，并通过光谱实验和计算机模拟研究了探针的性能与机制。氰离子在制药、电镀和冶金领域中发挥着关键作用，然而浓度过量的话会对生物体和环境造成危害，甚至会通过抑制细胞呼吸的方式导致人体死亡，有效的检测氰离子非常重要。因此本课题具有很好的实际应用价值。 在第一部分工作中，以9-溴蒽为起始原料，经过四步反应得到了以1,9-蒽酰亚胺为荧光团，活化的C-H基团为识别位点的荧光探针分子1，总收率为17.55%。其中第四步反应是4-硝基苯乙腈与化合物5发生亲核取代反应，即将作用位点活化的C-H基团接到1,9-蒽酰亚胺荧光团上，得到目标产物黄色固体探针分子1，产率为84.1%。为了探究探针1检测氰离子的实际性能，分别进行紫外饱和滴定，荧光饱和滴定，阴离子选择性，阴离子抗干扰性，Job曲线，紫外可逆性，荧光可逆性，试纸试验等测试，证明了探针能够通过与氰离子作用前后溶液的可见颜色变化和荧光信号改变来有效的识别氰离子，并且具有低检测限，可逆性好，响应时间短等优点。探针在加入氰离子前后出现了大的吸收波长红移，紫外最大吸收波长的响应值（λ=825nm）出现在近红外区域，这也是首次报道以C-H基团作为识别位点在近红外区域响应的氰离子荧光探针。通过1H-NMR滴定实验验证了探针1识别氰离子是去质子化机理。 在第二部分工作中，运用计算机模拟对识别机理有了更进一步的阐释。首先为蒽酰亚胺体系选取合适的泛函理论方法。通过密度泛函理论与含时密度泛函理论等能量计算方法，进一步阐明探针1和氰离子作用机理与光谱变化原因。通过计算了不同荧光团和识别位点的探针波长值，探究了影响蒽酰亚胺探针识别位点活性和波长主要因素。
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