香豆素衍生物熒光分子探針的合成及性能研究_畢業設計論文-免費閱讀

　　

【正文】 至此論文完成之際，謹向張宇老師表示衷心的感謝和深深的敬意。而其他金屬離子的變化規律基本相似， 不能選擇性識別其他金屬離子。 050100150200250300350400290 340 390 440 490Wavelenght(nm)Fluoscent Intensity(.)[ F e3 +][ C u2 +]o t h e r s (CSHK1=10molL1,CCu2+=6μmol 用 [Cu2+]對λ=474nm處與 λ=351nm處熒光強度的比值的影響作圖 37。 050100150200250300350400450290 340 390 440 490 540W a v e l e n g t h ( n m )Fluoscent Intensity[ C u2 +][ F e3 +]o t h e r s (CTrisHCl= SHK2 的 1H譜解析 圖 SHK2 化合物 1HNMR 譜圖 OC O N HON H C OOO123456 1 23456 在 1HNMR 譜中， δ ppm 處的單重峰為 NHCO 中 H 原子產生的； ppm處的單重峰為 1 位氫原子產生的； ppm處的雙重峰為 2 位氫原子產生的； δ ppm處的三重峰為 4 位氫原子產生的； δ ppm 處的三重峰為 3 位產生的； δ ppm 處的雙重峰為 5 位氫原子產生的； ppm 處的三重峰為 6 位亞甲基氫原子產生的。L1，緩沖溶液濃度為 mol放置 h 后，測其吸收與發射光譜。L1 SHK1 的 DMSO 溶液 10mL 于 100 mL 容量瓶中，加入少量配置好的 Brij35 TX100 混合溶液，用超聲波震蕩使其溶解，加入 固體，待其完全溶解后定容 ，用 NaOH 調節使 pH = 。 OC O N HON H 2 C H ON H C O C H 3C 2 H 5 O H , 7 0 ~ 8 0 ℃ , 3 h OC O N HON C H NN H C O C H 3 (2) SHK4：稱量 96mg()香豆素酰胺、 73mg()2醛基 8乙酰胺基喹啉溶于 25mL 無水乙醇中，在氮氣保護下加熱回流 3h 后停止反應。濃縮溶液，柱分離 (CHCl3/AcOEt=30:1)(v/v)， Rf=)，收率為 %， ~℃。 由于近年來香豆素類化合物作為熒光分子探針的識別基團得到了廣泛應用；而且 香豆素 熒光 基團 具有熒光量子產率高、熒光發射波長適中、斯托克斯 (Stocks)位移大、光穩定性好、分子易于修飾等優點，在熒光染料、激光材料、光電轉換材料、熒光標記、熒光探針等方面都得到了廣泛應用，因此本實驗中選用該熒光團。 1 12 與 Mg2+形成 1:1 絡合物，使 ICT 效應加強，熒光激發波長和發射波長都發生紅移。設計合成了化合物 8，證明上述策略的有效性。 NOO NN HO M eNOO NN HO M eC u2 +C u2 +1 2020 年，熊敏秋 [11]小組用 7羥基 4甲基香豆素與二溴丙烷設計合成了化合物 2，并且在化合物 2 的基礎上分別與不同化合物合成 5。 香豆素類化合物具有熒光量子產率高、 Stokes 位移大、待分析物質經衍生化可大大增強其熒 光響應提高檢測靈敏度和選擇性、有穩定分析物的作用，尤其針對那些活潑的和有揮發性的化合物、有助于化合物基團的確證光物理和光化學性質可調等優點，是熒光探針分子設計中的優秀候選熒光團 [2325]。 溶劑染料 O( R ) 2 N R 1NHN R 2R = M c , E t 。 香豆素類衍生物也是重要的醫藥中間體，如 4羥基香豆素，是一類抗厭氧菌類藥物 。識別基團起到選擇性的和客體結合 的作用，即事件的識別 [14]。高能量的單重激發態分子通過無輻射躍遷回到激發態的最低能級 S1，處于 S1 的分子壽命一般為 104108 秒，它們會通過輻射衰變返回基態 S0。 熒光產生的原理 物質在吸收入射光的過程中，光子的能量傳遞給了物質分子，該分子受到激發，原來處于基態的電子在很短的時間內 (1015s)級躍遷到較高能級，躍遷前后兩個能級間的能量差等于分子受到激發時吸收光子的能量。 概述 .............................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 結果表明， SHK1 可以選擇性熒光猝滅識別 Cu2+、 Fe3+。 SHK1 與 Fe3+絡合后，SHK1 在波長為 351nm 處，熒光峰強度猝滅 31%；與 Cu2+絡合后， SHK1 在 474nm 處，熒光峰強度幾乎完全猝滅，猝滅比率達 97%。 熒光的定義 ............................................................................................................ 1 熒光 產生的原理 .................................................................................................... 1 熒光探針 ...................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。紫外、可見光區的光子能量較高，足以引起分子中的電子被光子激發，隨即發生電子能級間的躍遷，處于這種激發態的分子稱為電子激發態分子。此過程會伴隨光子的產生，這就是熒光 [4]。熒光探針是統一的整體，不是基團簡單的疊加，因此在熒光探針的設計合成中必須二者兼顧。這類的 4羥基香豆素的衍生物，是維他命 K 的拮抗劑 ， 也是一種是用于生產口服 性 抗凝血藥物華法林等 的原料 [21]。 R 1 = N H , O 。因此近年來香豆素類熒光探針的設計、合成逐漸成為一個新興的研究熱點。化合物 2~5 均能使三聚氰胺的熒光 (λem＝ 355 nm， If, max＝ 36 .)猝滅，其中化合物 2~4 的熒光光譜沒有因加入三聚氰胺而發生變化。 O ONNN C C NN H 28 O OR 1ONH N H 2R 2R 29 2020 年， Plater[34]等將鄰苯 二胺 與 香豆素 反應 合成了 NO 的熒光探針 9。 齊齊哈爾大學畢業設計 (論文 ) 10 O OO OO ON1 1O OO OO ON1 2 2020 年，林衛英等 [37]將哇琳接到香豆素衍生物母體上，合成了一種新型的香豆素熒光探針 13。 本論文的研究工作是根據熒光分子探針的基本作用原理，結合前人的工作，主要進行香豆素衍生物類金屬離子熒光分子探針的合成及識別性能研究。 1HNMR (400 MHz, DMSOd6) δ (*106): (s, 1H), (s , 2H), (d, J = , 2H), (t, J = Hz, 2H), (t, J = , 2H), (d, J = , 2H), (t, J = Hz, 4H). SHK3 的合成： NNN H 2C l C H 2 C O C lP y r i d i n e NNN HC lH N N HK I 、 D I P E A 、 C H 3 C N NNN HONON H (1) 2吡啶 8乙酰氯基喹啉：將 118mg()2吡啶 8氨基喹啉、 83mg()吡啶溶于 20mL 二氯甲烷中，冰浴下 內滴加氯乙酰氯溶液， 攪拌 ,室溫下攪拌2h 后停止反應。將溶液濃縮，柱分離 (CHCl3/AcOEt=20:1)(v/v)， Rf=)，收率為 46%， ~148℃。將配好的溶液分別移入 mL 容量瓶中，加入濃度為 mol (2) Cu2+離子的定量分析 ： 移取濃度為 104 molL1 ， BRIJ35 的濃度為 103 mol 上述結果表明，實驗中采用的目標化合物的合成及提純方法是成功的，較好地獲得了預期產物。L1， CMetal ion=50μmol 圖 39為 Cu2+濃度對 λ=475nm紫外吸收的比值的影響。L1) 圖 36 Cu2+濃度對 SHK1的熒光光譜 的 影響 圖 37 Cu2+濃度對 SHK1熒光比值的 影響 齊齊哈爾大學畢業設計 (論文 ) 21 00 . 10 . 20 . 30 . 4190 290 390 490W a v e l e n g t h ( n m )Absoebance[ C u2 +]00 . 0 0 50 . 0 10 . 0 1 50 . 0 20 . 0 2 50 3 6 9 12 15[ C u 2 + ] / ( u m o l / L )Absorbance (CSHK1=10molL1， CTrisHCl= mol 通過對 SHK1 的識別性能研究，結果表明 其對 Cu2+具有很好的猝滅性能，有較強的熒光是性能優良的 熒光分子探針。 感謝 孟欣師兄，在他的指導之下，短短三個多月的時間里，使我在實驗基本操作和理論方面都有很大提高，而且懂得了許多實驗室常識。在傳授給我知識的同時，更注重培養我科學研究的方法和態度，且言傳身教為我樹立了如何為人的榜樣。L1左右后，其熒光強度基本不變 ； 在 緩沖溶液中 Cu2+在 λ =474nm 時其熒光強度顯著降低，可視為熒光發生猝滅。這表明常見的金屬離子并不干擾 SHK1/Cu2+在緩沖溶液中的檢測。L1CTrisHCl= mol由于在滴定過程中 351nm 處基本不變，因此將其作為內標，比率識別 Cu2+。波長在 315nm 處為香豆素基團產生熒光，加入 Fe3+離子后，使 SHK1 的熒光強度降低了 31%；波長在 474nm 處為喹啉基團產生的熒光，在 Cu2+的存在下 SHK1 的熒光發生猝滅。 上述結果表明，實驗中采用的目標化合物的合成及提純方法是成功的，較好地獲得了預期產物。L1的 Zn2+金屬離子 μL，則 SHK1 溶液濃度為 105 molL1。 測定方法 (1) 金屬的識別實驗 ： 移取 104 mol 濃縮溶 液，柱 分離(CHCl3/CH3OH=10:1)(v/v)， Rf=0..)，收率為 %。 1HNMR (400 MHz, DMSOd6) δ (*106): (s, 1H), (d, J = , 1H), (s, 1H), (d, J = Hz, 1H), (d, J = , 1H), (d, J = , 1H), (d, J = , 1H), (t, J = , 1H), (t, J = , 1H), (t, J = Hz, 1H). SHK2 的合成： OC O C lOH 2 N N H 2OC O N HON H C OOOC H C l 3 稱量 182mg()上述實驗中已合成的香豆素 3甲酰氯溶 于 10mL 氯仿中，冰浴下與 26mg()乙二胺反應，攪拌 ，室溫下攪拌 1h后停止反應。 根據熒光分子探針識別的基本原理，結合本組相關研究 取得的積累，主要進行了 香豆素類 熒光分子探針的設計、合成及性能的研究。 O OOOOM g 2 +E t 2 NO OE t 2 NOOOM g 2 +1 0 Suzuki[36]等同樣也設計合成了 β二羰基類 Mg2+熒光探針 1 12。 OC lH OC lOCOO H6OH OC lOCOO H7 2020 年， Lin 課題組 [33]提出了一種新的策略來增強化學計量計型探針的熒光比值，通過修飾探針上的電子結構來調節分子內的 ICT 過程，進而達到與待測物發生作用前后熒光比值變化大的目的。最后催化周期誘導和放大熒光信號。最新研究發現，應用于多糖和糖蛋白的檢測時，將幾種香豆素類 (如 3羥基香豆