基于杂原子桥联杯芳烃荧光探针的合成及性质研究

摘要

荧光探针能在复杂环境中针对某一特定化学物质进行特异性识别并产生荧光响应信号。荧光探针具有高灵敏度、高选择性、简便快捷、实时原位检测及可视化等优点已成为重金属和过渡金属检测的重要方法。荧光探针重要的应用价值被越来越多的化学研究工作者重视。杂原子杯芳烃的特点是在传统杯芳烃桥联的位置引入杂原子代替原来的亚甲基，杂原子引入使得其与经典杯芳烃相比有显著的络合能力、不同的构象和识别性能等，它可作为优秀的分子平台，在离子传输、分子器件、化学传感和分子开关等领域具有重要的应用前景。
　　本研究主要内容包括：⑴1,3-二（胺乙基）硫杂杯[4]与含醛基苯并噻唑衍生物反应，得到上缘含苯并噻唑席夫碱型的杯芳烃荧光探针1；通过硼氢化钠将探针1的席夫碱C=N键还原，得到上缘引入两个苯并噻唑的硫杂杯[4]芳烃荧光探针2。⑵香豆素醛和萘甲醛分别与1,3位含胺基和2,4位含喹啉的硫杂杯[4]芳烃中间体脱水反应，得到1,3位含香豆素基团2,4位含喹啉的探针3，以及1,3位含萘基团2,4位含喹啉的探针4。⑶4-氯-7-硝基苯并-2-氧杂-1,3-二唑(NBD-Cl)和萘异氰酸酯分别与1,3位含胺基和2,4位含喹啉的硫杂杯[4]芳烃中间体反应，其中NBD-Cl与胺基发生亲核取代反应得到1,3位含NBD，2,4位含喹啉的探针5；而萘异氰酸酯与胺基反应生成脲结构，得到1,3位含萘基团，2,4位含喹啉探针6。⑷通过1H-NMR、13C-NMR、ESI-MS、IR等方法对合成的中间体及6个杯芳烃荧光探针结构进行了表征。⑸上缘含苯并噻唑席夫碱型探针1可选择识别Zn2+，形成荧光增强型探针，发出亮黄色荧光，荧光颜色变化鲜明且 Stokes位移大（197nm）；⑹1,3位含香豆素基团2,4位含喹啉的探针3加入Zn2+、Mg2+、Cd2+荧光在460nm，510nm，535nm增强，可通过不同的发射波长和荧光颜色区分三种金属离子；F-可使探针3荧光在465nm增强，是可识别多目标的荧光探针；⑺1,3位含NBD，2,4位含喹啉荧光探针5可以用于检测Ag+，Ag+使探针5荧光红移35nm形成比率荧光，荧光颜色从黄绿变为橙红；紫外吸收光谱红移35nm形成比率吸收，溶液从黄色变为红色。探针5-Ag+体系可与I-实现光开关循环可逆过程，且5-Ag+体系是一个潜在对I-检测的复合型探针。

目录

第一章 前言

1.1概述

1.2 几种杂环类荧光探针研究

1.3 杂原子桥联杯芳烃荧光探针的研究

1.4本论文主要工作

2.1合成路线

2.2 实验部分

2.3 苯并噻唑衍生物的合成

2.4 喹啉衍生物荧光小分子的合成

2.5 硫杂杯[4]芳烃荧光探针的合成

2.6硫杂杯[4]芳烃荧光探针的合成

2.7合成实验结果与讨论

2.8 本章小结

第三章 荧光探针的性质研究

3.1引言

3.2探针1的性质研究

3.3 探针3的性质研究

3.4 对探针5的性质研究

3.5 性质研究结果与讨论

第四章 总结与展望

4.1 总结

4.2 展望

致谢

参考文献

附录Ⅰ攻读硕士学位期间概况

附录Ⅱ主要化合物的谱图

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