基于芴的双功能配体荧光探针：铜汞离子高灵敏度检测与晶体结构解析

本文报道了一种新型芴基双功能发光配体H2L的合成及其与镧系/过渡金属（Zn2+、Cu2+、Co2+、Eu3+、Tb3+）组装的配位聚合物（CPs）。晶体结构分析显示，过渡金属CPs呈现2D {43?63}拓扑，而镧系CPs形成3D kgd拓扑框架。其中CP-Eu和CP-Tb通过荧光猝灭效应，对水中Cu2+（检测限0.084 μM）和Hg2+（0.64 μM）展现高选择性检测能力，机理研究表明未配位咪唑基氮原子与金属离子的强相互作用是关键。

　　

亮点

一种新型芴基双功能发光配体H₂L（3,3′-(2,7-双(1H-咪唑-1-基)-9H-芴-9,9-二基)二丙酸）通过简易方法合成。该配体兼具羧基和咪唑双功能团，可高效配位金属离子。

合成

如方案1所示，芴基双功能配体H₂L的合成路线简洁。核磁共振（NMR）（图S1-S4）和电喷雾质谱（ESI-MS）（图S5）数据详见支持信息。

晶体结构解析

单晶X射线衍射证实：过渡金属配位聚合物CP-Zn、CP-Co、CP-Cu为2D层状结构（{4³?6³}拓扑），而镧系聚合物CP-Eu和CP-Tb形成3D框架（3,6-连接kgd拓扑{4³}₂{4⁶?6⁶?8³}）。

荧光传感性能

CP-Eu和CP-Tb在水溶液中对Cu²⁺/Hg²⁺表现出"关-开"型荧光响应：

• CP-Eu检测限：Cu²⁺ 0.084 μM，Hg²⁺ 0.64 μM

• CP-Tb检测限：Cu²⁺ 0.13 μM，Hg²⁺ 0.89 μM

  机理研究表明，未配位咪唑基氮原子与重金属离子的强相互作用是荧光猝灭的主因。

结论

该工作成功构建了基于芴骨架的双功能配位聚合物，其独特的拓扑结构和发光特性为重金属离子检测提供了新型荧光探针平台。