席夫碱衍生物的合成及应用于金属离子光谱分析研究

发布时间：2017-07-07 02:07

  本文关键词：席夫碱衍生物的合成及应用于金属离子光谱分析研究

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【摘要】：第一章:阐述了金属离子的危害以及分析检测方法、荧光传感器的工作原理、比色传感检测原理,论述了席夫碱的合成方法及铜离子比色荧光传感器研究现状。第二章:合成了一种简单新型的4-氨基安替吡啉衍生物(NTBL),采用紫外可见吸收光谱法研究检测与离子之间的相互作用。结果表明:化合物NTBL对Cu~(2+)有特异性响应,逐渐加入Cu~(2+)后,通过裸眼可以明显的看到溶液颜色由无色变成紫色。然而,化合物NTBL与其他金属离子相互作用没有明显的变化。化合物NTBL与Cu~(2+)以1:1的结合模式形成稳定的配合物,结合常数为8.30×104M-1。在优化条件下,化合物NTBL与Cu~(2+)作用的线性范围为0-8.5μM,检测限为2.17×10-7M,化合物NTBL与Cu~(2+)的比色传感是可逆的,可以实现化合物NTBL的重复利用。此外,化合物NTBL还可以用于试纸检测Cu~(2+),裸眼可视检测限为5μΜ。第三章:通过简单的反应合成对二甲氨基苯甲酰胺席夫碱衍生物DTBL,通过1H NMR谱、13C NMR谱、质谱、元素分析以及熔点等对其结构进行表征。采用荧光光谱法研究化合物DTBL与不同离子及化合物之间的相互作用,结果表明:在Me CN-H2O(v/v=3:2,p H=5)HAc-Na Ac缓冲溶液中,化合物DTBL对Cu~(2+)具有高效的选择性,并伴随着溶液颜色由无色变成蓝紫色。即使存在不同高浓度的离子和化合物时,也表现出良好的抗干扰性。通过Job-Plot曲线可以发现化合物DTBL与Cu~(2+)的络合比为2:1,Cu~(2+)浓度在0-3.4μM时呈良好的线性关系,检测限为0.32n M,该检测限远远低于世界卫生组织所允许的量(30μM)。此外,根据Cu~(2+)在肝癌细胞中荧光成像说明探针DTBL可试用于生物环境检测。第四章:合成了化合物对二甲氨基苯甲酰胺缩吲哚-3-甲醛(YTBL)用于识别检测Cu~(2+),并通过核磁谱、红外光谱、元素分析、质谱等对该化合物进行结构鉴定。结果表明:化合物YTBL对Al~(3+),Cd2+,Na+,Mg2+,Mn2+,F-,Cl-,Br-,NO3-,H2PO4-,HPO42-,I-,SO32-,SCN-,Ac-,CN-等离子均无明显的荧光响应,而Cu~(2+)的加入会在419 nm处产生明显的荧光增强现象,溶液颜色由无色变成蓝色。Cu~(2+)与化合物YTBL形成1:2的荧光络合物,结合常数为1.33×1010 M-2。生成物YTBL-Cu~(2+)的荧光强度随着具有顺磁性的Fe~(3+)加入逐渐猝灭,这是因为Fe~(3+)占据了Cu~(2+)络合空间位置;尽管如此,F-的加入会立马完全恢复溶液的荧光强度,主要是通过Cu~(2+)重新诱导结合化合物YTBL形成具有荧光响应的络合物YTBL-Cu~(2+),这种选择性荧光“off-on-off-on”型传感器可用在肝癌细胞内检测Cu~(2+)和Fe~(3+)离子,同时说明化合物YTBL在有机体中可以分析选择性地检测Cu~(2+)和Fe~(3+)。第五章:通过2-羟基-1-萘甲醛和2-氨基喹啉合成一种新型的荧光Al~(3+)传感器,加入Al~(3+)后,化合物NQ的荧光强度在水溶液中显著增强。根据Job’s plot曲线可知探针NQ与Al~(3+)形成1:1的络合比,并且探针NQ与Al~(3+)的结合模式可以通过红外光谱、1H NMR滴定来进一步确定。此外,其他金属离子对Al~(3+)的检测没有特别明显的干扰作用。Al~(3+)的检测限为2.73μM,相比世界卫生组织允许的饮用水中Al~(3+)(7.4μM)含量还低。另外,通过加入F-,传感器NQ可以实现循环利用。
【关键词】：对二甲氨基苯甲酰胺衍生物 4-氨基安替吡啉衍生物 Cu~(2+)、Fe~(3+)、Al~(3+) 比色检测 荧光方法
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.3
【目录】：

• 摘要3-5
• abstract5-11
• 符号说明11-13
• 第1章 绪论13-21
• 1.1 引言13
• 1.2 荧光分析法13-14
• 1.3 荧光探针识别机理14-16
• 1.3.1 光诱导电子转移（PET）14-15
• 1.3.2 分子内电荷转移15
• 1.3.3 荧光共振能量转移15-16
• 1.4 比色法检测金属离子16
• 1.5 席夫碱类化合物16-18
• 1.6 铜离子比色荧光传感器18-19
• 1.7 论文设想19-21
• 第2章 4-氨基安替吡啉衍生物对Cu~(2+)的分析检测21-34
• 2.1 前言21-22
• 2.2 实验部分22-23
• 2.2.1 仪器22
• 2.2.2 试剂22
• 2.2.3 化合物NTBL合成过程及表征22-23
• 2.2.4 实验方法23
• 2.3 结果与讨论23-33
• 2.3.1 裸眼检测铜离子23-24
• 2.3.2 化合物NTBL对Cu~(2+)的吸收光谱响应24-25
• 2.3.3 化合物NTBL对Cu~(2+)的选择性研究25-27
• 2.3.4 pH和时间影响27-28
• 2.3.5 可逆实验28
• 2.3.6 裸眼和试纸检测Cu~(2+)28-30
• 2.3.7 部分测定Cu~(2+)方法的比较30
• 2.3.8 传感机理30-33
• 2.4 小结33-34
• 第3章“Turn-On”型荧光探针的合成及应用于细胞中Cu~(2+)离子的识别研究34-48
• 3.1 前言34-35
• 3.2 实验部分35-36
• 3.2.1 仪器35
• 3.2.2 试剂35
• 3.2.3 检测方法35-36
• 3.2.4 细胞实验36
• 3.2.5 合成过程36
• 3.3 结果和讨论36-47
• 3.3.1 荧光选择性探究36-38
• 3.3.2 优化条件38-39
• 3.3.3 Cu~(2+)的荧光滴定实验39-40
• 3.3.4 共存离子影响40-41
• 3.3.5 Cu~(2+)与化合物DTBL作用的紫外可见吸收光谱的研究41-42
• 3.3.6 裸眼和试纸检测Cu~(2+)42-43
• 3.3.7 传感机理讨论43-46
• 3.3.8 细胞中荧光成像46-47
• 3.4 小结47-48
• 第4章 4-二甲氨基苯甲酰类衍生物对铜离子及铁离子的应用分析检测48-65
• 4.1 前言48-49
• 4.2 实验部分49-50
• 4.2.1 仪器49
• 4.2.2 试剂49
• 4.2.3 方法49
• 4.2.4 细胞49-50
• 4.2.5 合成方法50
• 4.3 结果与讨论50-63
• 4.3.1 化合物YTBL对不同离子的荧光光谱响应50-51
• 4.3.2 实验条件优化51-53
• 4.3.3 化合物YTBL对Cu~(2+)及YTBL-Cu~(2+)对Fe~(3+) 的光谱响应53-54
• 4.3.4 共存组分的影响54-55
• 4.3.5 化合物YTBL对Cu~(2+)的吸收光谱影响55-57
• 4.3.6 Cu~(2+)/Fe~(3+)间对YTBL荧光光谱的相互影响57-58
• 4.3.7 裸眼和测试纸检测58-59
• 4.3.8 机理探讨59-63
• 4.3.9 细胞中Cu~(2+)和Fe~(3+)的荧光成像63
• 4.4 小结63-65
• 第5章 喹啉类衍生物的合成及与Al~(3+)的识别研究65-76
• 5.1 前言65
• 5.2 实验部分65-67
• 5.2.1 仪器65-66
• 5.2.2 试剂66
• 5.2.3 方法66
• 5.2.4 化合物NQ的合成过程及表征66-67
• 5.3 结果与讨论67-75
• 5.3.1 不同金属离子对化合物NQ的荧光光谱影响67
• 5.3.2 实验条件的优化67-69
• 5.3.3 化合物NQ对Al~(3+)的荧光滴定曲线69
• 5.3.4 共存离子对Al~(3+)测定的影响69-70
• 5.3.5 化合物对Al~(3+)的选择性研究以及紫外吸收光谱滴定研究70-71
• 5.3.6 传感机理71-74
• 5.3.7 实际样品应用74-75
• 5.4 小结75-76
• 第6章 结论与展望76-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-90
• 附录90-97
• 攻读硕士期间研究成果97

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