基于桥联基团酰腙的二芳烯荧光探针的合成及性质研究

发布时间：2020-07-10 01:05

【摘要】：锌离子是人体内第二大丰富的过渡金属离子,它在许多细胞内和细胞外的生理过程中扮演着重要角色。另外,环境中过量的锌离子会对植物造成一定的毒害作用。因此,能够快速而廉价的检测人体与环境中锌离子浓度具有重要意义。与发射光谱法、高效液相色谱法、电感耦合等离子体质谱法等方法相比,荧光分析法具有灵敏度高、选择性好、响应时间短、没有场地限制等优点,因此,荧光分析法在离子检测中引起了广泛的关注。另一方面,二芳基乙烯化合物在众多光致变色材料中由于其优秀的热稳定性、抗疲劳性和快速响应等特点而成为当前研究的热点;酰腙作为一类特殊的席夫碱,其性质要比一般的席夫碱性质稳定,鳌合能力强,因此将其用做连接基团不仅可以简化合成步骤,而且还可以提高物质对离子的选择性。基于以上事实,设计合成以下四类具有多重响应的二芳烯衍生物。具体研究内容如下:第一章首先介绍了离子检测的方法和意义以及离子型荧光传感器的分类和机理,其次阐述了光致变色材料的研究进展以及二芳烯衍生物的优点,接着又讲述酰腙类席夫碱的特点,最后提出了本课题的主要研究内容。第二章设计合成一种含有咪唑并[1,2-a]吡啶的二芳烯衍生物DTIP-1O,首先研究了该化合物对金属离子的荧光选择性,发现该物质对Zn~(2+)有专一性识别;然后又研究了它的比色性质。第三章将吲唑通过酰腙与二芳烯连接起来形成化合物DTI-2O,在紫外测试中,该化合物不仅可以选择性识别CN~-和F~-,还可以对OH~-有响应。在荧光测试中,该化合物对阳离子Zn~(2+)有专一性的识别。第四章合成一种新型的含有萘酚的二芳烯衍生物DTNA-3O,在荧光测试中,该化合物有溶剂效应,其在不同的溶剂选择不同的离子。在四氢呋喃溶液中,该化合物可以专一性识别Zn~(2+);在乙腈溶液中,该化合物可以专一性识别Al~(3+)。第五章将咪唑并[2,1-b]噻唑通过酰腙引入到二芳烯上来形成新的化合物DTIT-4O,在荧光测试过程中,该化合物在甲醇溶液中可以选择性识别Zn~(2+)和Al~(3+)。当加入Zn~(2+)时,溶液颜色变为黄绿色,当加入Al~(3+)时,溶液的颜色变为亮绿色;该化合物在甲醇中与Zn~(2+)和Al~(3+)的络合机制不同,并通过了核磁与质谱进行了验证。
【学位授予单位】：江西科技师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O657.3
【图文】：

结构图,荧光探针,结构图,基团

第 1 章引言荧光探针光探针是利用探针的光物理与光化学特性，在离子水平中随着体系某一性质发生变化其荧光性质也发生变化，种类或者被分析物质浓度等信息，这种探针就被称为离荧光探针主要有识别基团（R），连接基团（S）和荧光），这三种基团在荧光探针中起着不同的功能：识别基团的物质结合，并使探针所处的环境发生变化；连接基团别基团的作用，用于信号传递；荧光基团，通过连结基然后把识别基团的变化的化学信号转变成易于观察的输上把化学信号转变成易观察的仪器信号或者荧光信号。可以通过不同的的方式结合，例如：配位键、氢键、静等。

前线轨道理论,荧光团

行的；识别基团，是探针通过氢键、配位键、范德华力等弱相结合的部位。连结基团，是将荧光团和识别基团连接在一子选择性识别又有荧光变化的超分子体系；对于 PET 荧光探基团通过连结基团组成电子受体与电子供体。当荧光团受到有轨道（HOMO）中的电子跃迁到其最低空轨道（LUMO）最高占有轨道（HOMO）的能量级位于荧光团的最高占有轨道（轨道（LUMO）之间，当荧光团受到光照射激发后，识别基团OMO）的电子跃迁到荧光团最高占有轨道（HOMO）中，使低空轨道（LUMO）的电子不能回来，从而不能发射荧光，导属离子与识别基团结合后，金属离子降低了识别基团的给电或者阻断了 PET 过程，使荧光团的荧光发射强度得到增强。合时，探针没有荧光或者有弱的荧光，一旦探针与金属离子出较强的荧光，这就是由于 PET 机制引起的。探针与离子结明显的差异，呈现出明显的“开”与“关”状态，因此这类开关。其理论如下图 1-2 所示：

示意图,机理,荧光团

第 1 章引言共振能量在转移（FRET）振能量在转移（FRET）[12,13]，它来源于同一个探针中两用，一个荧光团作为能量的供体，另一个荧光团作为能通过不共轭的化学键连接。当两个荧光团的距离小于 1射光谱与能量的受体的激发光谱发生部分重合，当用能波长进行激发，供体荧光团不发射荧光，而是通过偶极无辐射的传递给能量受体荧光团使其产生荧光。FRET 型的光向长波长的光进行转变，使短波长的发射峰的荧光长的发射峰荧光强度发生增强，这变相的增大了探针的利于应用于细胞成像，使其有效消除背景的干扰。因此，广泛的应用在分子生物学和细胞学等领域。其示意图如

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