一类以螺双芴结构为母体的双光子荧光探针的合成及性能测试

摘要

螺双芴类化合物具有三维空间正交结构、热稳定性较好，摩尔吸光系数大、荧光量子产率高等优点，因此通过在9，9'-螺二芴的适当位置引入合适的荧光基团，则有机会可以得到拥有较高荧光量子产率的荧光探针。双光子荧光探针有效避免了单光子荧光探针存在的光损伤、光漂白的一些缺陷，对生命奥秘的揭示、临床诊断及其药物筛选等领域的发展具有重要作用。而一个优良的双光子荧光探针应该在近红外区域拥有大的双光子吸收截面、水溶性好、光稳定性高以及拥有高灵敏响应被检测物的受体。本课题设计合成了2个含螺双芴结构的有机双光子荧光探针。
　　本文主要做了一下几个方面的工作:
　　(1)设计了一条廉价可行的合成螺二芴类化合物的路线，合成了3种含叔丁基的螺双芴类化合物:SPF-DAD、SPF-DDA和SPF-NCS。
　　(2)研究了目标化合物SPF-DAD和SPF-DDA的相关性能。1、双光子荧光性能测试，得到SPF-DDA的双光子吸收截面为653GM，说明其具有良好的双光子吸收性能，SPF-DDA的双光子性能待测;2、对SPF-DAD的光谱性质进行了研究，探究了其在PH和含水量滴定等方面的性能;3、pH性能检测表明SPF-DAD和SPF-DDA可以作为弱酸性弱碱性范围内的pH荧光探针;4、有机溶剂中含水量性能检测，证明其可以检测四氢呋喃和1，4二氧六环中的含水量。5、研究了SPF-NCS对L-色氨酸、L-苯丙氨酸、L-谷氨酸，L-脯氨酸、L-天门冬氨酸和D-脯氨酸这六种氨基酸的识别作用，紫外吸收光谱显示其紫外吸收只是在峰值处有较小的降低、另外进行了苯甲酰异氰酸酯对SPF-NCS的滴定，测试了加入过量的苯甲酰异氰酸酯后，荧光光谱随时间的变化和加入不同浓度的苯甲酰异氰酸酯后的荧光光谱，结果显示，加入过量的苯甲酰异氰酸酯后，荧光随时间延长而减弱，最后猝灭;加入不同浓度的苯甲酰异氰酸酯后，荧光强度随苯甲酰异氰酸酯的浓度的增大而减弱。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 螺二芴化合物简介

1．1．1 螺二芴化合物的基本结构及特点

1．1．2 螺二芴类化合物的分类

1．2 荧光探针技术介绍

1．2．1 荧光和荧光发射

1．2．2 荧光分子探针

1．2．3 荧光探针的分类

1．2．4 荧光探针响应机理

1．3 双光子吸收介绍

1．3．1 双光子吸收原理及优势

1．3．2 双光子吸收测量方法

1．3．3 有机双光子吸收材料的设计

1．4 双光子荧光探针

1．4．1 双光子荧光探针的优势

1．4．2 双光子荧光探针的分类

1．5 螺二芴类化合物在荧光探针中的应用

1．5．1 检测溶液极性的荧光探针

1．5．2 荧光开关

1．5．3 含水量检测传感器

1．5．4 pH荧光探针

1．6 设计思想

第二章 目标化合物的合成和讨论

2．1 实验仪器和试剂

2．1．1 实验仪器

2．1．2 实验试剂

2．2 目标化合物的合成

2．2．1 叔丁基氯的制备

2．2．2 制备4，4’-二叔丁基联苯(b2)

2．2．3 制备2-溴-4，4’-二叔丁基联苯(b3)

2．2．4 格式试剂(a3)的制备和2，7-二叔丁基-9，9’-螺二芴(a5)的制备

2．2．5 制备2-叔丁基-7，2，-二硝基-9，9’-螺二芴

2．2．6 制备2-叔丁基-7，2，-二硝基-7’-甲酰基螺二芴

2．2．7 合成4-N，N-二甲基苯甲醇

2．2．8 合成4-N，N-二甲基苄碘季磷盐

2．2．9 制备2-叔丁基-2，，7-二硝基-7，-(4-N，N-二甲基)-苯乙烯基-9，9，-螺二芴

2．2．10 合成2-叔丁基-2，，7-二氨基-7，-(4-N，N-二甲基)-苯乙烯基-9，9，-螺二芴(SPF-DAD)

2．2．11 合成2-叔丁基-2，，7-二苯甲酰硫脲基-7，-(4-N，N-二甲基)-苯乙烯基-9，9，-螺二芴(SPF-NCS)

2．2．12 合成2-叔丁基-7-硝基-9，9，-螺二芴

2．2．13 合成2-叔丁基-7-硝基-2，，7，-二甲酰基-9，9，-螺二芴

2．2．14 合成2-叔丁基-7-硝基-2，，7，-(4-N，N-二甲基)-二苯乙烯基-9，9，-螺二芴

2．2．15 合成2-叔丁基-7-氨基-2，，7，-(4-N，N-二甲基)-二苯乙烯基-9，9，-螺二芴(SPF-DDA)

2．3 实验结果及讨论

第三章 双光子荧光探针性能的研究

3．1 化合物SPF-DAD的探针性能的研究

3．1．1 化合物SPF-DAD的紫外吸收光谱和荧光发射光谱的研究

3．1．2 化合物SPF-DAD的PH探针性能测试

3．1．3 化合物SPF-DAD来检测有机溶剂中的含水量

3．1．4 化合物SPF-DAD的其它探针性能测试

3．1．4 化合物SPF-DAD的双光子性能研究

3．2 化合物SPF-DDA的探针性能的研究

3．2．1 化合物SPF-DDA的紫外吸收光谱和荧光发射光谱的研究

3．2．3 化合物SPF-DDA的PH探针性能研究

3．2．4 化合物SPF-DDA对有机溶剂中含水量测定的研究

3．2．5 化合物SPF-DDA的双光子性能研究

3．3 化合物SPF-NCS的性能研究

3．3．1 化合物SPF-NCS对氨基酸的识别

3．3．2 化合物SPF-NCS对苯甲酰异氰酸酯的识别

3．3．3 本节小结

附录

参考文献

硕士期间获得的研究成果

致谢

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