基于氟引发串联反应机制的三氟香豆素衍生物的合成及性能研究(2)
1.2阴离子探针
阴离子的存在在生态中起着不可或缺的作用，但是过量的阴离子存在又会引发不必要的危害，如何去简单方便高效的检测阴离子就变成迫不及待的问题。阴离子探针不同于常规的阴离子检测方法，它具有选择性好，灵敏度高，适用范围广，识别现象明显等优点，所以一直受到广泛的关注。阴离子探针作为一种简便高效的检测手段被发现，对阴离子识别具有重要的意义。阴离子探针一般由荧光团或发色团和作用位点为主要构成部分,有些通过连接体进行连接，来容易合成或者呈现更好的光学性质。当待测分子与作用位点结合后，会出现荧光或者紫外会发生明显的变化，进而通过简便的仪器或裸眼来观察其产生的实验现象。[2]
阴离子探针主要包括三大部分：荧光团或发色团、连接体和结合位点。通过改变荧光团或者发色团来改变检测前后现象，结合位点主要是决定以怎样的方式去检测待测离子，而连接体起辅助作用，链接关键的发色团或荧光团和结合位点基团，起到不可或缺的作用。基于上述四个要求，阴离子识别方面关于探针识别的研究也备受关注，人们也不断的尝试一些阴离子的探针去运用于生物体和环境中，满足这四个条件的探针也可适用于疾病的检测和环境的勘察。目前荧光探针在分子识别中应用非常广泛,这是因为相对于其他检测手段荧光探针具有以下几个优点:（1）可以在不同的体系中识别,溶液中和界面上对分子识别的荧光信号都比较明显,通过光谱变化可以达到对分子识别的目的;（2）荧光探针的检测灵敏度高,可以在众多的分子离子中实现对某一种或某一个离子或分子的识别;（3）荧光探针对分子识别的检出限低,对一些阴离子,阳离子,中性小分子的最低检出限已经非常低,可以应用于检测各种有危害性的离子或分子在环境中的存在浓度,对人类的健康有着重要的意义。此外，荧光探针大部分都是含有共扼体系的有机小分子化合物,这是因为形成共轭双键的电子跃迁更容易吸收激发光,易于荧光的产生，同时其激发光的波长大多处于近紫外区或者可见光区,发射光的波长大多处于可见光区,易于观测荧光光谱的变化。
1.3氟离子的特点和识别类型
在众多阴离子中，氟离子作为阴离子中离子半径最小，电子密度最高，亲核能力较强的一种阴离子，一直受到广泛的关注。众所周知，在医学、生命科学领域，少量的氟离子可以促进牙齿珐琅质对细菌酸性腐蚀的抵抗力，防止龋齿病的发生。然而过量的摄入氟元素会引起骨质疏松症、龋牙病、尿毒症甚至肾衰竭等症状。因此，设计开发一种快速、敏感且能微量检测氟离子的探针是一项极具挑战性的课题。目前大多数报道氟离子荧光探针，主要借助于氟离子较强的碱性、较小的原子半径、对硅原子独特的亲核性，以及对硼原子表现出较强的路易斯酸碱配对效应等。
氟离子识别的类型目前报道的氟离子识别类型可主要分为以下类型：氢键作用、路易斯酸碱配位作用、化学反应型
1.3.1氢键作用
基于氢键作用的探针，主要利用氟离子与NH和OH形成氢键作用或者脱质子作用，通过改变探针的共轭结构和推拉电子关系，使电子云排布发生变化，从而引起紫外吸收和荧光发射光谱发生变化，即裸眼颜色发生变化或者荧光颜色的变化，进而实现对氟离子的选择性识别。
Bao[3]课题组设计并合成了基于氢键作用的氟离子探针1，在DMSO溶液中可较好的选择性识别氟离子， 且探针与氟离子1:1等比例作用，溶液由无色变为鹅黄色，当其他阴离子加入时，并无明显的颜色变化，从而实现对氟离子的裸眼当识别。其识别机理为氟离子与OH上的H形成氢键作用，破坏了探针1自身的氢键作用，形成更强的共轭体系或是更强的氢键作用，引发了光谱的变化，使裸眼颜色由无色变为黄色。