基于荧光素衍生物在不同酸碱条件下结构转化的逻辑电路构建

发布时间：2023-10-30 19:40

　　本论文设计合成了以荧光素为母体的具有双官能团(荧光素和半青兰素)的两个化合物BHF+和QHF+,通过核磁共振、高分辨质谱以及元素分析对这两个化合物进行了结构鉴定和确认。利用两个化合物都具有对酸碱敏感的酚羟基和螺环内酯结构,且在强碱性条件下,水分子会加成到C=N+上形成水加成产物的特性,本文对这两个化合物进行深入的光物理性质研究和探索,构建了基于单分子光谱信号的分子逻辑门电路。具体工作如下:首先,我们对BHF+和QHF+的紫外吸收光谱进行了详细研究。在强酸环境中,BHF+和QHF+的醌式羰基被质子化,主体化合物形成二价阳离子,同时,荧光素的螺环内酯结构开启,并因两个正电荷的排斥作用导致了分子共平面程度的减小,分子仅表现出质子化荧光素的吸收特征(⁴30 nm);随着酸性的减弱,质子化的醌式羰基逐渐去质子化,分子以阳离子形式的中性结构BHF+和QHF+存在,同时,荧光素基元逐步形成螺环内酯结构和开环部分的平衡体系,紫外吸收光谱表现出半青兰素结构基元(⁵30 nm)和荧光素基元的开环状态(⁴80 nm)的混合体吸收,且p H变化...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 有机化合物的表征
        1.1.1 紫外-可见吸收光谱
        1.1.2 荧光光谱
    1.2 分子逻辑电路
        1.2.1 分子逻辑门以及基本逻辑操作的简介
        1.2.2 分子逻辑门的模拟分类以及研究现状
    1.3 本论文研究的主要内容
第二章 基于p H变化的双官能团分子的设计以及光谱性能的研究和双输入分子逻辑电路的构建
    2.1 简介以及设计思路
        2.1.1 简介两种常见荧光染料
        2.1.2 设计思路
    2.2 实验部分
        2.2.1 合成路线
        2.2.2 仪器与试剂
        2.2.3 化合物的合成过程以及表征方法
        2.2.4 化合物的BHF+和QHF+的光谱学性质
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 化合物光谱性质的研究
        2.3.2 化合物的双输入双输出逻辑电路构建以及应用
    2.4 本章小结
第三章 基于p H变化双官能团分子三输入分子逻辑电路的构建
    3.1 简介以及设计思路
        3.1.1 简介全加法器和全减法器
        3.1.2 设计思路
    3.2 实验部分
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 光谱性质的研究
        3.3.2 化合物的三输入双输出逻辑电路构建以及应用
    3.4 本章小结
第四章 全文总结
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢



本文编号：3859063