一类新型的席夫碱制备及其荧光性质的研究

发布时间：2017-08-23 03:21

  本文关键词：一类新型的席夫碱制备及其荧光性质的研究

  更多相关文章： 水杨醛 席夫碱 离子探针 ESIPT AIE

【摘要】：随着现代工业的高速发展和人们生活水平的显著提高,生态环境和个人健康问题已经成为人人们日益关注的话题。作为生命代谢过程中重要的物质因素,阴离子、阳离子在整个生命周期中都扮演了重要角色,摄入过量或缺乏这些都会带来不良的生理反应。如,过量的铜离子会损害人的肝胆功能,过量的铝离子会导致记忆力下降而诱发老年痴呆等。因此,快速准确地检测微量离子的方法,已经成为了近年来科研工作者研究的重要课题。荧光探针法因具有灵敏度高、选择性好、线性范围宽、受外界条件的影响较小等优点而备受研究者的关注。其中,席夫碱及其衍生物结构以其制备方法简单、离子螯合或配合能力强、信号响应显著和分子可设计性强等优点在众多荧光探针结构中脱颖而出。以此为基础的席夫碱或其金属配合物在医药、催化和分析等领域展现了重要的价值。本论文以水杨醛和苯胺衍生物为模板,制备一系列具有邻位羟基结构的新型席夫碱结构:一方面,通过氮原子的孤对电子和酚氧负离子的协同作用增加螯合能力,实现对阴、阳离子的灵敏检测;另一方面,通过激发态下的质子转移的荧光辐射(ESIPT)过程增加探针的结构的斯托克斯位移,实现荧光波长的有效红移来拓展其在生物检测领域的应用潜力。首先,采用Suzuki方法制备了4种新型的水杨醛衍生物(CN-SA,TPE-SA,TPA-SA,Cz-SA)。通过系统的光谱测试可以发现,水杨醛结构同样具有显著的ESIPT态的荧光过程和聚集诱导发光的特性,利用氢键和配位等作用可以实现对部分阳离子的选择性传感。其次,选择上述水杨醛和邻苯二胺为底物制备了三种Salen型席夫碱探针(PDAS,CN-PDAS,TPA-PDAS)。通过对化合物的溶剂化效应、AIE性质、pH效应、离子选择及干扰实验的研究发现,通过调节水杨醛中酚羟基对位取代基团的吸推电子能力,能够实现对其光学性质(ESIPT势垒)的控制和离子螯合能力(空腔内的电子云密度)的调节,从而优化出更加专一(高选择性)的荧光探针结构。最后,选择TPE-SA结构与二氨基马来腈为原料制备了一类新型的深红色荧光探针结构(TPE-DMNS),除了具备典型的ESIPT态荧光和AIE特性外,其在离子传感方面也展现了一定优势;而且,该类探针能够直接被细胞吞噬,在细胞质处选择性成像,可用于单光子和双光子的荧光成像分析。通过系统的结构调节,分别对新型水杨醛和席夫碱结构的ESIPT过程、AIE性质及各种传感效应等性质进行了比较,并得到许多有价值的构—效关系信息及有应用潜力的探针结构。
【关键词】：水杨醛 席夫碱 离子探针 ESIPT AIE
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O621.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 荧光传感概述11-13
• 1.1.1 荧光传感的研究历史11-12
• 1.1.2 荧光传感的优缺点12
• 1.1.3 激发态内质子转移12-13
• 1.2 影响席夫碱荧光光谱的因素13-16
• 1.2.1 化合物结构对荧光光谱的影响13-14
• 1.2.2 溶剂对荧光光谱的影响14
• 1.2.3 水含量对荧光光谱的影响14-15
• 1.2.4 pH对荧光光谱的影响15-16
• 1.2.5 浓度对荧光光谱的影响16
• 1.2.6 其他因素对荧光光谱的影响16
• 1.3 席夫碱的应用16-17
• 1.3.1 席夫碱在医学方面的应用16-17
• 1.3.2 席夫碱在缓腐蚀方面的应用17
• 1.3.3 席夫碱在催化方面的应用17
• 1.3.4 席夫碱在分析化学方面的应用17
• 1.4 荧光探针对离子的检测17-20
• 1.4.1 Cu~(2+)的危害及其荧光探针检测法17-18
• 1.4.2 Al~(3+)的危害及其荧光探针检测法18-19
• 1.4.3 SO_4~(2-)的危害及其荧光探针检测法19-20
• 1.4.4 其他离子的荧光探针检测法20
• 1.4.5 离子的其他检测法20
• 1.5 本课题的研究内容及创新性20-21
• 1.5.1 本课题的研究内容20
• 1.5.2 本课题的创新性20-21
• 第2章 实验药品、仪器及分析方法21-24
• 2.1 实验药品21
• 2.2 实验仪器21
• 2.3 溶液的配制方法21-22
• 2.3.1 母液的配制方法21-22
• 2.3.2 离子溶液的配制方法22
• 2.3.3 pH缓冲溶液的配制方法22
• 2.4 实验方法22-23
• 2.4.1 化合物的合成方法22
• 2.4.2 化合物溶剂化效应的实验方法22
• 2.4.3 化合物AIE性质的实验方法22
• 2.4.4 化合物pH效应的实验方法22-23
• 2.4.5 离子对化合物荧光性质影响的实验方法23
• 2.4.6 干扰离子对化合物荧光性质影响的实验方法23
• 2.4.7 离子浓度和化合物荧光强度线性关系的实验方法23
• 2.4.8 时间对化合物影响的实验方法23
• 2.5 计算方法23-24
• 2.5.1 标准偏差的计算方法23
• 2.5.2 检测限的计算方法23-24
• 第3章 水杨醛衍生物的制备及其荧光性质的研究24-55
• 3.1 前言24
• 3.2 CN-SA的制备及其荧光性质的研究24-32
• 3.2.1 CN-SA的合成表征24-25
• 3.2.2 CN-SA的溶剂化效应25-26
• 3.2.3 CN-SA的AIE效应26-27
• 3.2.4 CN-SA的pH效应27-28
• 3.2.5 金属离子对CN-SA荧光性质的影响28-30
• 3.2.6 阴离子对CN-SA荧光性质的影响30-32
• 3.3 TPE-SA实验部分32-39
• 3.3.1 TPE-SA的合成表征32-33
• 3.3.2 TPE-SA的溶剂化效应33
• 3.3.3 TPE-SA的AIE效应33-34
• 3.3.4 TPE-SA的pH效应34-35
• 3.3.5 阳离子对TPE-SA荧光性质的影响35-37
• 3.3.6 阴离子对TPE-SA荧光性质的影响37-39
• 3.4 Cz-SA实验部分39-46
• 3.4.1 Cz-SA的合成表征39-40
• 3.4.2 Cz-SA的溶剂化效应40-41
• 3.4.3 Cz-SA的AIE效应41-42
• 3.4.4 Cz-SA的pH效应42-43
• 3.4.5 金属离子对Cz-SA荧光性质的影响43-45
• 3.4.6 阴离子对Cz-SA荧光性质的影响45-46
• 3.5 TPA-SA实验部分46-54
• 3.5.1 TPA-SA的合成表征47-48
• 3.5.2 TPA-SA的溶剂化效应48
• 3.5.3 TPA-SA的AIE效应48-49
• 3.5.4 TPA-SA的pH效应49-50
• 3.5.5 金属离子对TPA-SA荧光性质的影响50-52
• 3.5.6 阴离子对TPA-SA荧光性质的影响52-54
• 3.6 本章小结54-55
• 第4章 Salen型席夫碱衍生物的制备及其荧光性质的研究55-79
• 4.1 前言55
• 4.2 PDAS的制备及其荧光性质的研究55-63
• 4.2.1 PDAS的合成表征55-56
• 4.2.2 PDAS的溶剂化效应56-57
• 4.2.3 PDAS的AIE效应57-58
• 4.2.4 PDAS的pH效应58-59
• 4.2.5 金属离子对PDAS荧光性质的影响59-62
• 4.2.6 阴离子对PDAS荧光性质的影响62-63
• 4.3 CN-PDAS实验部分63-70
• 4.3.1 CN-PDAS的合成表征63-64
• 4.3.2 CN-PDAS的溶剂化效应64-65
• 4.3.3 CN-PDAS的AIE效应65-66
• 4.3.4 CN-PDAS的pH效应66-67
• 4.3.5 金属离子对CN-PDAS荧光性质的影响67-69
• 4.3.6 阴离子对CN-PDAS荧光性质的影响69-70
• 4.4 TPA-PDAS实验部分70-78
• 4.4.1 TPA-PDAS的合成表征70-71
• 4.4.2 TPA-PDAS的溶剂化效应71-72
• 4.4.3 TPA-PDAS的AIE效应72-74
• 4.4.4 TPA-PDAS的pH效应74-75
• 4.4.5 阳离子对TPA-PDAS荧光性质的影响75-76
• 4.4.6 阴离子对TPA-PDAS荧光性质的影响76-78
• 4.5 本章小结78-79
• 第5章 新型马来腈类Salen型席夫碱的制备及其荧光性质79-90
• 5.1 前言79
• 5.2 TPE-DMNS的制备及其荧光性质的研究79-89
• 5.2.1 TPE-DMNS的合成表征79-80
• 5.2.2 TPE-DMNS的溶剂化效应80-81
• 5.2.3 TPE-DNMS的AIE效应81-82
• 5.2.4 TPE-DMNS的pH效应82-83
• 5.2.5 金属离子对TPE-DMNS荧光性质的影响83-85
• 5.2.6 阴离子对TPE-DMNS荧光性质的影响85-88
• 5.2.7 TPE-DMNS在活体成像中的应用88-89
• 5.3 本章小结89-90
• 第6章 结论90-91
• 参考文献91-95
• 附录A 化合物在紫外灯照射下的照片95-98
• 在学研究成果98-99
• 致谢99

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