香豆素衍生物熒光分子探針的合成及性能研究_畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 nm 紅移到 452nm，肉眼觀察到由無(wú)色變?yōu)辄S色，且其它金屬離子不存在這種效應(yīng)。 本研究工作的主要內(nèi)容及意義 雖然 基于香豆素類(lèi)構(gòu)造的熒光分子探針用于金屬離子識(shí)別 ，但 由于 合成方法復(fù)雜、收率低、檢測(cè)條件苛刻等，而且還有一部分 香豆素類(lèi)化合物的衍生物 熒光分子探針的研究進(jìn)展還不豐富。因此人們一直在努力設(shè)計(jì)、合成新型熒光分子探針，以滿足各種不同的研究需要。 根據(jù)熒光分子探針識(shí)別的基本原理，結(jié)合本組相關(guān)研究 取得的積累，主要進(jìn)行了 香豆素類(lèi) 熒光分子探針的設(shè)計(jì)、合成及性能的研究。 由于近年來(lái)香豆素類(lèi)化合物作為熒光分子探針的識(shí)別基團(tuán)得到了廣泛應(yīng)用；而且 香豆素 熒光 基團(tuán) 具有熒光量子產(chǎn)率高、熒光發(fā)射波長(zhǎng)適中、斯托克斯 (Stocks)位移大、光穩(wěn)定性好、分子易于修飾等優(yōu)點(diǎn)，在熒光染料、激光材料、光電轉(zhuǎn)換材料、熒光標(biāo)記、熒光探針等方面都得到了廣泛應(yīng)用，因此本實(shí)驗(yàn)中選用該熒光團(tuán)。 本論文的研究工作是根據(jù)熒光分子探針的基本作用原理，結(jié)合前人的工作，主要進(jìn)行香豆素衍生物類(lèi)金屬離子熒光分子探針的合成及識(shí)別性能研究。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 第 2 章 實(shí)驗(yàn) 部分 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器 實(shí)驗(yàn)藥品 實(shí)驗(yàn)所用試劑與原料如下表 21 表 21 試劑及原料一覽表 藥品名稱(chēng) 分子式 純度級(jí)別 生產(chǎn)廠家 二氯甲烷 CH2Cl2 分析純 (AR) 天津市凱通化學(xué)試劑有限公司 氯仿 CHCl3 分析純 (AR) 天津市凱通化學(xué)試劑有限公司 乙酸乙酯 CHCOOCH2CH3 分析純 (AR) 天津市凱通化學(xué)試劑有限公司 甲醇 CH3OH 分析純 (AR) 天津市凱通化學(xué)試劑有限公司 乙腈 CH3CN 分析純 (AR) 天津市凱通化學(xué)試劑有限公司 吡啶 C5H5N 分析純 (AR) 中國(guó)醫(yī)藥 (集團(tuán) )上海化學(xué)試劑公司 無(wú)水乙醇 CH3CH2OH 分析純 (AR) 天津市凱通化學(xué)試劑有限公司 C8,5603 C10H6O4 分析純 (AR) Aldrich Chemical Company 氯化亞砜 SOCl2 分析純 (AR) 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司 無(wú)水哌嗪 C4H10N2 分析純 (AR) 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司 乙二胺 C2H8N2 分析純 (AR) 天津市凱通化學(xué)試劑有限公司 無(wú)水硫酸鈉 Na2SO4 分析純 (AR) 天津市凱通化學(xué)試劑有限公司 碘化鉀 KI 分析純 (AR) 天津市凱通化學(xué)試劑有限公司 1,3丙二胺 (CH2)3N2H4 分析純 (AR) 天津市凱通化學(xué)試劑有限公司 氯乙酰氯 ClCH2CClO 分析純 (AR) 天津市凱通化學(xué)試劑有限公司 DIPEA C8H19N 分析純 (AR) ACROS ORGANICS 三乙胺 (C2H5)3N 分析純 (AR) 天津市凱通化學(xué)試劑有限公司 喹啉 C9H7N 分析純 (AR) 上海金山亭新化工試劑廠 氯化亞錫 SnCl2H 2O 分析純 (AR) 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司 氨水 NH4OH 分析純 (AR) 哈爾濱市化工試劑廠 30%鹽酸 HCl 分析純 (AR) 哈爾濱市化工試劑廠 硫酸 H2SO4 分析純 (AR) 長(zhǎng)春化學(xué)試劑廠 硝酸鈉 NaNO3 分析純 (AR) 天津市凱通化學(xué)試劑有限公司 氫氧化鈉 NaOH 分析純 (AR) 天津市風(fēng)船化學(xué)試劑有限公司 氮?dú)? N2 分析純 (AR) 黎明氣體 柱色譜硅膠 分析純 (AR) 青島海洋化工廠 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 12 實(shí)驗(yàn) 儀器 實(shí)驗(yàn)所用主要儀器如下表 22 表 22 主要儀器一覽表 儀器名稱(chēng) 型號(hào) 生產(chǎn)廠家 磁力加熱攪拌電熱套 841 山東省 鄄城新華電熱儀器廠 平板式磁力攪拌器 781 杭州儀表電機(jī)廠 磁力加熱攪拌器 79HW 江蘇省金壇醫(yī)療儀器廠 顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀 X6 北京泰克儀器公司 手提式紫外觀測(cè)燈 UV5 北京智源生物技術(shù)研究所 循環(huán)水真空泵 SHZⅢ B 浙江臨海市精工真空設(shè)備廠 循環(huán)水式多用真空泵 SHZCD 河南鞏義市英峪予華儀器廠 電子天平 BS200SWEI 北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司 電熱鼓風(fēng)干燥箱 101O 黃驊市航天儀器廠 箱式電阻爐 RJX413 天津華北實(shí)驗(yàn)電爐廠 電 阻爐溫控儀 DRZ6 天津華北實(shí)驗(yàn)電爐廠 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 RE52AA 上海亞榮生化儀器廠 玻璃儀器氣流烘干器 KQB 鞏義市英峪予儀器廠 超聲波清洗器 SK2200H 上海科導(dǎo)超聲儀器有限公司 超聲波振蕩器 SK2200P 上海科導(dǎo)超聲儀器有限公司 電子分析天平 BS210S 北京賽多利斯天平有限公司 標(biāo)準(zhǔn)型 pH 計(jì) PB20 Sartorius 熒光分光光度計(jì) F4500 Hitachi 公司 紫外 可見(jiàn)光分光光度計(jì) TU1901 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司 超聲波振蕩器 SK2200P 上海科導(dǎo)超聲儀器有限公司 石英自動(dòng)雙重純水蒸器 1810B 型 江蘇金壇 超聲波清洗器 HK5200 上海漢克科學(xué)儀器有限公司 實(shí)驗(yàn)操作 SHK1 的合成： O OC O O HS O C l 2P y r i d i n e O OC O C lNN H 2NP y r i d i n eNN H CNOOO 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 (1) 香豆素 3酰氯的合成：稱(chēng)取 1002mg()香豆素 3甲酸于圓底燒瓶，先加入 5mL 的氯化亞砜，再加入 3~4 滴吡啶，加熱回流 6 小時(shí)后，減壓蒸除過(guò)量的氯化亞砜，經(jīng)石油醚重結(jié)晶得乳黃色晶體得到 879mg。產(chǎn)率為 88%， ~145℃ 。 (2) SHK1 的合成：合成的香豆素 3甲酰氯 93mg()溶于 20mL 二氯甲烷中移入恒壓滴管內(nèi)；稱(chēng)量 103mg()2吡啶 8 氨基喹啉、 49mg()吡啶溶于 10mL 二氯甲烷中。 向上述溶液于 內(nèi) 滴加香豆素 3甲酰氯溶液，滴加完畢后再攪拌 1h 后，減壓濃縮溶液 ， 柱分離 (CHCl3/AcOEt=10： 1(v/v)， Rf=)， 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(chēng)量 182mg()上述實(shí)驗(yàn)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(yīng)，攪拌 ，室溫下攪拌 1h后停止反應(yīng)。濃縮溶液，柱分離 (CHCl3/AcOEt=30:1)(v/v)， Rf=)，收率為 %， ~℃。 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(nèi)滴加氯乙酰氯溶液， 攪拌 ,室溫下攪拌2h 后停止反應(yīng)。濃縮溶液，柱分離 (CHCl3/AcOEt=20:1)(v/v)， Rf=)，收率為 %。 (2) 2吡啶 8乙酰哌嗪基喹啉： 將 105mg()2吡啶 8乙酰氯基喹啉溶于20mL 乙 腈 中 ， 分 別 加 入 626mg() 無(wú) 水 哌 嗪 、 13mg 碘 化 鉀 、89mg()DIPEA，氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱回流 8h 后停止反應(yīng)。濃縮溶液，柱分離(CHCl3/CH3OH=5:1)(v/v)， Rf=)，收率為 %。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 OC O C lOC H C l 3 , R T , 2 hNNN HNON HNNN HNON COOO (3) SHK3：將 (2)中所得產(chǎn)物 110mg()、 ()香豆素 3甲酰氯溶 于 三 氯 甲 烷 中 ， 室 溫 下 攪 拌 2h 后 停 止 反 應(yīng) 。 將 溶 液 濃 縮 ， 柱 分 離(CHCl3/CH3OH=30:1)(v/v)， Rf=)，收率為 %， . 1HNMR (400 MHz, DMSOd6) δ (*106): (s, 1H), (t, J = , 1H), (d, J = Hz, 1H), (d, J = Hz, 1H), (d, J = , 1H), (d, J = , 1H), (s, 1H), (t, J = , 1H), (t, J = , 1H), (d, J = Hz, 1H), (t, J = Hz, 1H), (t, J = Hz, 1H), (d, J = , 1H), (d, J = Hz, 1H), (t, J = Hz, 1H). SHK4 的合成： OC O C lON H 2 ( C H 2 ) 2 N H 2 / ( C H 3 ) 3 NC H 2 C l 2 , 2 h OC O N HON H 2 (1) 香豆素酰胺：將 894mg()乙二胺、 1544mg()三乙胺溶于 20mL二氯甲烷中，冰 浴下 小時(shí)內(nèi)滴加溶于 10mL 二氯甲烷的 103mg()香豆素 3甲酰氯溶 液，攪 拌 1h， 室溫下 攪拌 2h 后停止 反應(yīng)。 濃縮溶 液，柱 分離(CHCl3/CH3OH=10:1)(v/v)， Rf=0..)，收率為 %。 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(chēng)量 96mg()香豆素酰胺、 73mg()2醛基 8乙酰胺基喹啉溶于 25mL 無(wú)水乙醇中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱回流 3h 后停止反應(yīng)。將溶液濃縮，柱分離 (CHCl3/AcOEt=20:1)(v/v)， Rf=)，收率為 46%， ~148℃。 識(shí)別性能測(cè)定 溶液的配置 (1)SHK1 母液的配制：準(zhǔn)確稱(chēng)取 SHK1 于 50 mL 容量瓶中，加入一定量DMSO 溶解，用超聲波震蕩使其完全溶解，在用氯仿定容至刻線處，配制成 104 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 molL1濃度 的 SHK1 的 DMSO 溶液。 (2) 實(shí)驗(yàn)中所用的實(shí)驗(yàn)室原有金屬鹽溶液分別為： NaClO KCl、 Mg(ClO4) Ca(NO3)Cr(NO3) Fe2(SO4) CoSO NiSO Cu(NO3) Zn(NO3) AgNO CdSO HgClPb(NO3) Al2(SO4)3 15 種金屬鹽，將它們分別配制成濃度為 molL1的水溶液。 (3) 測(cè)定條件：激發(fā)波長(zhǎng)： nm、激發(fā)狹縫為 nm、 發(fā)射狹縫為 nm。 測(cè)定方法 (1) 金屬的識(shí)別實(shí)驗(yàn) ： 移取 104 molL1 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(diào)節(jié)使 pH = 。將配好的溶液分別移入 mL 容量瓶中，加入濃度為 molL1的不同金屬離子 μL，則 SHK1 溶液濃度為 105 molL1，緩沖溶液濃度為 molL1 ， Brij35 的濃度為 103 molL1， TX100 的濃度為 104 molL1，金屬離子的濃度為 105 molL1。放置 h 后，測(cè)其吸收與發(fā)射光譜。 (2) Cu2+離子的定量分析 ： 移取濃度為 104 molL1 SHK1 的