槽状N-杂环卡宾金属配合物的合成及性能研究

荧光分子开关体系在识别客体的同时能够给出光学信号，给检测带来极大的方便，因此这类体系在环境科学和生命科学中得到了广泛的应用。金属有机配合物是重要的荧光分子开关体系之一，它们作为荧光开关的主体化合物有其独特之处。本项目研究宗旨是以双苯并咪唑盐和金属化合物为原料合成槽状N-杂环卡宾金属配合物，然后以这些槽状金属配合物为基础，通过荧光开关效应和量子化学计算相结合的方法，研究它们对阳离子、阴离子和中性分子的选择性识别能力，探索它们能够识别客体的一些规律，开发一类新型多功能的具有荧光开关功能的主体化合物。这些槽状金属配合物的特点是：槽的结构容易固定，槽的大小可以调整，槽状物中的四个侧链相当于两把钳子可以将客体固定在槽中，槽壁上有多个用于捕获客体的键合点。这种结构有利于主体对客体的捕获。根据槽大小的不同可以有选择地识别不同的客体。这项研究对推动N-杂环卡宾金属配合物在分子识别方面的应用具有重要意义。

荧光分子识别体系在识别客体的同时能够给出光学信号，给检测带来极大的方便，因此这类体系在环境科学和生命科学中得到了广泛的应用。金属有机配合物是重要的荧光分子识别体系之一，它们作为荧光主体化合物有其独特之处。本项目的主要工作包括：以双苯并咪唑（或咪唑）盐和金属化合物为原料合成带有荧光团的环状氮杂环卡宾金属配合物，然后以这些金属配合物作为主体化合物，研究它们对客体（阳离子、阴离子和中性分子）的选择性识别能力。共合成了7个类型90余种双苯并咪唑（或咪唑）盐配体和60余种氮杂环卡宾金属配合物。配体的结构通过1H NMR谱、13C NMR谱和元素分析等进行了表征。金属配合物的结构通过1H NMR谱、13C NMR谱、元素分析和X-ray晶体衍射等进行了表征。对约15种环状金属配合物的选择性识别能力通过荧光光谱、紫外光谱、核磁、红外光谱和质谱等进行了研究，了解了环状金属配合物识别客体的一些规律。这项研究对推动氮杂环卡宾金属配合物在分子识别方面的应用具有重要意义。到目前为止已在SCI收录期刊发表论文16篇，其中影响因子大于3的12篇，获得授权国家发明专利5项。