呋喃基吡咯并吡咯二酮硼酸酯材料的合成与氟离子识别性能研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

近年来，随着环境污染和食品安全问题的日益突出，人们对环境中各种有害物质的检测越来越重视。

其中，氟离子作为一种重要的阴离子，在自然界中广泛存在，适量的氟化物对人体健康有益，但过量的氟化物会导致氟斑牙、氟骨病等疾病，因此发展高灵敏度、高选择性的氟离子检测方法具有重要意义。

本选题旨在合成一种新型的呋喃基吡咯并吡咯二酮硼酸酯材料，并研究其对氟离子的识别性能。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，阴离子识别化学作为超分子化学的一个重要分支，已成为化学和材料科学领域的研究热点。

阴离子识别在环境监测、生物医药、安全检测等领域具有重要的应用价值。

其中，氟离子作为一种重要的阴离子，其识别与检测一直备受关注。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题的主要研究内容包括以下几个方面:

1. 主要内容

1.设计合成一种新型的呋喃基吡咯并吡咯二酮硼酸酯材料，并利用核磁共振、质谱、红外光谱等手段对其结构进行表征。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用有机合成、光谱分析、理论计算等方法，具体步骤如下：1.合成目标化合物：根据文献报道或自行设计合成路线，合成目标化合物呋喃基吡咯并吡咯二酮硼酸酯，并通过核磁共振、质谱、红外光谱等手段对其结构进行表征，确保合成路线的可行性和产物的正确性。

2.光物理性质研究：利用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对目标化合物的溶液性质、聚集状态等光物理性质进行研究，分析其结构与性能之间的关系。

3.氟离子识别性能研究：通过荧光光谱滴定实验，考察目标化合物对氟离子的识别性能，包括灵敏度、选择性、抗干扰能力等，并结合理论计算对识别机理进行深入分析。

5. 研究的创新点

本研究的创新之处在于将呋喃基、吡咯并吡咯二酮和硼酸酯基团结合起来，设计合成一种新型的呋喃基吡咯并吡咯二酮硼酸酯材料，并探索其作为荧光探针对氟离子的识别性能。

具体创新点如下：1.材料设计的创新性：将具有不同电子性质和配位能力的基团引入到同一分子中，有望构建出具有独特光物理性质和识别性能的新型材料。

2.识别机理的探索：结合实验结果和理论计算，深入分析呋喃基吡咯并吡咯二酮硼酸酯与氟离子之间的相互作用机制，为设计合成高性能的氟离子荧光探针提供理论依据。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1]张永超,田文晶,王献红,等.聚集诱导发光型螺环吡咯并吡咯二酮-二噻吩并噻吩聚合物及其薄膜传感应用[j].高等学校化学学报,2021,42(07):2335-2343.

[2]张玉,马天翼,王伟,等.基于螺芴-吡咯并吡咯二酮聚合物受体的有机太阳能电池光电性能研究[j].功能材料,2021,52(06):12-19.

[3]罗丹,田文晶,王献红,等.侧链工程对含吡咯并吡咯二酮共轭聚合物光电性能的影响[j].功能材料,2020,51(10):21-27.