荧光法研究1,4-苯二酚二对甲基苯磺酸酯与铁离子(Ⅲ)的分子识别作用

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荧光法研究1,4-苯二酚二对甲基苯磺酸酯与铁离子(Ⅲ)的分子识别作用

张小林闫永平张环霞#罗来涛

(南昌大学化学系 南昌 330031 #西华师范大学化学与化工学院 南充 637002)

摘要利用荧光光谱法考察了化合物1,4-苯二酚二对甲基苯磺酸酯对阳离子Fe3+、Mn2+、Nd2+、Ni2+、Hg2+、Zn2+、Cu2+、Co3+和阴离子F-、Cl-、Br-、I-、ClO4-、H2PO4-、AcO-、PhCOO-的识别性能。结果表明，该化合物对阴离子没有识别效果，对Fe3+具有很好的识别能力，其络合常数K值达到1.98×108 L/mol。1,4-苯二酚二对甲基苯磺酸酯与Fe3+基本形成1:2型的络合物。本文从主客体的大小形状匹配及配位识别原子等方面对受体的识别能力进行了讨论，发现了一个独特有趣的夹心三明治结构。

关键词识别、Fe3+、1,4-苯二酚二对甲基苯磺酸酯

Study on the Inclusion Interaction of 1,4-benzenediol Bis(4-methylbenzenesulfonate)

with Fe(Ⅲ) by Fluorimetric Method

Zhang Xiaolin, Yan Yongping, Zhang Huanxia#, Luo Laitao

(Department of chemistry, Nanchang university, Nanchang 330047 #College of Chemical & Chemical Engineering, Xihua Normal university

Nanchong 637002)

Abstract The inclusion interaction of 1,4-benzenediol bis(4-methylbenzenesulfonate) with Fe(Ⅲ) was investigated by fluorimetric method. The results showed that this host molecular has strong complexation to Fe3+.The complex constant of 1,4-benzenediol bis(4-methylbenzenesulfonate) with Fe(Ⅲ) was 1.98×108 L/mol. The changes of the spectra indicated that 1,4-benzenediol bis(4-methylbenzenesulfonate) with Fe(Ⅲ) can form stable 1:2 type complexes. And the mechanism of recognition is discussed, too.

Keyword Recognition、Fe3+、1,4-Benzenediol bis(4-methylbenzenesulfonate)

磺酸酯类化合物是一类很有用途的化合物，其对变形虫和人类皮肤癌细胞具有潜在的治疗效果[1]，并且可以作为功能材料使用。1,4-苯二酚二对甲基苯磺酸酯，被广泛的用作电子照相调色剂 [2]，还可以作为热记录材料中的感光剂[3]。由于大多数人认为酯类化合物对金属离子的配位识别能力没有胺类化合物的识别能力强，所以对酯进行分子识别的报道较少[4]。由于1,4-苯二酚二对甲基苯磺酸酯具有类似分子钳摆臂[5]，本文采用荧光光谱法对1,4-苯二酚二对甲基苯磺酸酯进行了分子识别实验，发现其对Fe3+离子具有相当好的分子识别作用,讨论了识别作用的推动力及空间匹配等因素对形成主—客体配合物的贡献。

图式1 标题化合物的合成

Scheme 1 Synthesis of titled compond

1．实验部分

2007-01-20收稿，2007-04-10接受

1.1主要仪器与试剂

XT-4型双目显微熔点测定仪(温度计未矫正)；F-4500FL型荧光光谱仪(Hitachi High-Technologies公司)；APEX2 CCDX-射线单晶衍射仪(Bruker AXS公司)。

试剂均为市售分析纯，所用水为二次蒸馏水。高氯酸铁、高氯酸锌等化合物按照文献[6]自制。

1.2化合物的合成与晶体结构

把1.0g对甲基苯磺酰氯溶于4mL丙酮中，然后逐渐滴加到0.26g对苯二酚的NaOH水溶液(10(wz)％)中，混合物在室温下搅拌10h，得到白色固体，过滤，丙酮重结晶，得到0.9g产物[7]，产率为90％，mp: 162～163℃(文献值[8]：162～163.5℃)

采用X-射线单晶衍射测得其热椭球图见下图见图1[9]。

1.3光谱测定

1.3.1化合物对阳离子Fe3+、Mn2+、Nd2+、Ni2+、Hg2+、Zn2+、Co3+、Cu2+和阴离子F-、Cl-、Br-、I-、ClO4-、

H2PO4-、AcO-、PhCOO-的识别实验将主体、Fe(ClO4)3等盐用二甲亚砜与水(V/V=9/1)的混合液分别配成浓度为1×10-4mol/L的溶液。取主体溶液0.5mL置于10mL的容量瓶中，再加入1mL Fe(ClO4)3溶液，用上述二甲亚砜与水混合液稀释至10mL，得到浓度比为1：2的主－客体溶液。震荡使之混合均匀，静止1h。

将此溶液置于1cm的比色皿中，在300～500nm下测定主－客体溶液的荧光发射光谱。其它阳离子的识别实验操作同Fe3+的识别实验。实验结果见图1。

1,4-苯二酚二对甲基苯磺酸酯对阴离子F-、Cl-、Br-、I-、ClO4-、H2PO4-、AcO-、PhCOO-的识别实验操作与上述阳离子识别相同。

1.3.2化合物对Fe3+ 、Zn2+的识别实验 将主体、Fe(ClO4)3、Zn(ClO4)2用DMSO和水(V/V=9/1)的混合

液分别配成浓度为5×10-4mol/L的溶液。依次取主体溶液1mL置于10只10mL的容量瓶中，再加入不同体积的Fe(ClO4)3溶液，用DMSO与水的混合液稀释至10mL，得到不同浓度比的主客体溶液。震荡，静置1h。

将此溶液置于1cm比色皿中，在300～500nm下测定各主客体混合液的荧光发射光谱。作为对比实验的Zn2+的识别实验与Fe3+的识别实验操作相同，实验结果见图3、图4，图中客体Fe3+、Zn2+的浓度(B-J)依次为：0.0，0.4，0.9，1.2，2.0，4.0，8.0，10.0，20.0 mol/L。

2．结果与讨论

2.1 主客体作用前后荧光光谱的变化

采用荧光光谱研究了主体与各金属离子的识别作用。图1示出了主体溶液中加入Fe3+、Mn2+、Ni2+、