羅丹明B熒光探針和唑類雜環(huán)的合成、結(jié)構(gòu)表征、光譜性質(zhì)及應(yīng)用.pdf

1、第一部分:
　　 人體細胞內(nèi)銅離子的動態(tài)平衡遭到破壞，缺銅或銅過量都會造成人體機能的嚴重失調(diào)，甚至?xí)?dǎo)致多種疾病的發(fā)生;汞對人體為有毒重金屬元素，對人的大腦和多個系統(tǒng)會造成損害，而且汞和銅也是重金屬環(huán)境污染物，因此金屬離子的檢測顯得極為重要。在檢測金屬離子方面，熒光分析方法比比色和分光光度法靈敏度高。與傳統(tǒng)金屬離子檢測方法，如原子吸收光譜，電感耦合等離子體質(zhì)譜等方法相比，熒光檢測方法操作簡單且檢測限低，不需要進行復(fù)雜的多級樣本制

2、備，而且設(shè)備儀器簡單。羅丹明類熒光探針具有良好的光物理性質(zhì)，如量子產(chǎn)率高，摩爾消光系數(shù)大，發(fā)射波長長，背景干擾小等優(yōu)點。
　　 因此，本論文第一部分設(shè)計并合成了多個用于檢測銅離子或汞離子的新型羅丹明B類金屬離子熒光探針，通過紅外，核磁共振，高分辨質(zhì)譜以及X-射線單晶衍射對其結(jié)構(gòu)進行了表征。根據(jù)其紫外吸收光譜和熒光光譜討論了探針分子對銅離了或汞離子的選擇性及其它金屬離子的干擾，進行了滴定實驗，Job實驗研究了其配位或反應(yīng)方式，還有

3、pH，時間等因素對探針的影響，并致力于將探針應(yīng)用于細胞內(nèi)以及血液內(nèi)金屬離子的定位檢測。
　　 第一章，對銅離子和汞離子檢測的重要性，以及熒光分析方法和羅丹明類熒光探針在檢測金屬離子方面的優(yōu)勢進行了說明，并對近年來羅丹明B類金屬離子熒光探針的研究進展進行了總結(jié)，以及對第一部分研究內(nèi)容作了簡單介紹。
　　 第二章，設(shè)計并開發(fā)了三個新的高靈敏度和高選擇性的銅離子熒光探針。羅丹明B酰腙的6-甲氧基色酮衍生物作為銅離子熒光探針，與

4、Cu2+絡(luò)合后，誘導(dǎo)螺環(huán)開環(huán)，熒光增強將近40倍，而十余種其它金屬離子干擾較小或不產(chǎn)生干擾。羅丹明B酰腙的6-氯色酮衍生物比甲氧基取代色酮衍生物對Cu2+的金屬離子選擇性更好，其它金屬離子基本不產(chǎn)生干擾，具有較高的選擇性和靈敏度，開環(huán)螯合機理與羅丹明B酰腙的6-甲氧基色酮衍生物類似，與Cu2+具有強烈熒光增強效應(yīng)，量子產(chǎn)率、摩爾消光系數(shù)相對更大。分別將這兩個Cu2+熒光探針應(yīng)用于活HeLa細胞內(nèi)Cu2+的檢測成像及定位，發(fā)現(xiàn)后者細胞透膜

5、性更好，并可在相對更短時間內(nèi)檢測活HeLa細胞內(nèi)Cu2+。合成的新型連結(jié)1，2，4-三唑結(jié)構(gòu)單元的羅丹明B酰肼衍生物在紫外和熒光光譜中對Cu2+顯示非常好的選擇性，溶液熒光強度增強約120倍左右，而且可以通過比色識別Cu2+顏色，與其它十六種金屬離子不顯色。共存離子干擾較小或不產(chǎn)生干擾，與羅丹明B酰腙的色酮衍生物Cu2+熒光探針相比，與Cu2+結(jié)合常數(shù)更大，量子產(chǎn)率更高，對Cu2+的熒光檢測限可低至10-8M數(shù)量級，同樣可以用于活HeL

6、a細胞內(nèi)Cu2+檢測。
　　 第三章，合成了一種新型的基于羅丹明B硫代雙酰肼的Hg2+熒光探針，它對Hg2+具有很高的選擇性，分別與其余十六種金屬離子基本不響應(yīng)，或響應(yīng)很弱。其對Hg2+的熒光檢測限可低至10-8M數(shù)量級，而且在實驗條件下，具有較大的摩爾消光系數(shù)和較高的熒光量子產(chǎn)率，溶液熒光穩(wěn)定性好，該探針可用于檢測血清中的Hg2+。
　　 第二部分:
　　 我們還致力于多樣性和功能化的有機小分子的合成。吡唑啉衍

7、生物、1，2，4-三唑及其稠環(huán)衍生物近年來在光致發(fā)光、電致發(fā)光以及生物活性研究等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。而二茂鐵具有獨特的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于生物研究、材料、手性催化劑開發(fā)等領(lǐng)域?；诖?，我們合成了多個系列的新型含二茂鐵基的吡唑啉、1，2，4-三唑或噻唑并[3，2-b]-1，2，4-三唑衍生物，并通過紅外，核磁共振，高分辨質(zhì)譜以及X-射線單晶衍射分別對其結(jié)構(gòu)進行了表征，并對其紫外吸收和熒光光譜進行了研究。另外，我們對含1，2，4-三唑

8、結(jié)構(gòu)單元的廣譜抗病毒藥物-三氮唑核苷進行了修飾，合成了一系列三氮唑核苷酰腙衍生物，并初步評價了該系列化合物對A549肺癌細胞的活性。
　　 第一章，對吡唑啉、1，2，4-三唑、噻唑并[3，2-b]-1，2，4-三唑衍生物近年來在光致發(fā)光、電致發(fā)光、生物活性以及其它領(lǐng)域的應(yīng)用，二茂鐵及其衍生物的性質(zhì)及應(yīng)用進行了總結(jié)，同時綜述了吡唑啉、1，2，4-三唑、噻唑并[3，2-b]-1，2，4-三唑的衍生物的合成方法進展，并對第二部分研究內(nèi)

9、容做了簡明介紹。
　　 第二章，以1-二茂鐵基-3-芳基-2-丙烯酮為原料經(jīng)兩步反應(yīng)，分別與氨基硫脲和取代的α-溴代苯乙酮反應(yīng)，得到一系列5-芳基-3-二茂鐵基-1-（4-芳基噻唑-2-基）吡唑啉衍生物。通過紅外，核磁共振，高分辨質(zhì)譜對其結(jié)構(gòu)進行了表征，對其中兩個化合物進行了X-射線單晶衍射分析，討論了吡唑啉環(huán)化反應(yīng)機理。并對該系列化合物進行了紫外吸收光譜和熒光光譜分析研究。
　　 第三章，由酰氯和氨基硫脲為起始原料經(jīng)三

10、步反應(yīng)得到一系列3-取代-5-二茂鐵基酰乙硫基-1H-1，2，4-三唑衍生物，通過紅外，核磁共振，高分辨質(zhì)譜對其結(jié)構(gòu)進行了表征，并對3-苯基取代的化合物進行了X-射線單晶衍射分析。對該系列化合物紫外吸收光譜和熒光光譜性質(zhì)進行了測試和討論。
　　 第四章，合成了一系列新型6-二茂鐵基-2-取代噻唑并[3，2-b]-1，2，4-三唑衍生物，并通過紅外，核磁共振，高分辨質(zhì)譜對其結(jié)構(gòu)進行了表征，討論了其反應(yīng)環(huán)化方式，并對其中2位4-甲氧

11、基苯基取代的衍生物進行了X-射線單晶衍射分析。
　　 第五章，由三氮唑核苷與芳香醛或酮反應(yīng)合成了一系列新型三氮唑核苷酰腙衍生物，通過紅外，核磁共振，高分辨質(zhì)譜對其結(jié)構(gòu)進行了表征。初步評價了該系列三氮唑核苷腙衍生物對A549肺癌細胞的活性，發(fā)現(xiàn)其中一個化合物對A549肺癌細胞顯示細胞毒性。
　　 本論文的主要創(chuàng)新點:
　　 1.合成了兩個新穎的羅丹明B酰腙的色酮衍生物，作為Cu2+熒光探針具有較高的選擇性和靈敏度，

12、分別進行了X-射線單晶衍射分析和HeLa細胞內(nèi)Cu2+定位熒光成像。
　　 2.合成羅丹明B硫代雙酰肼衍生物和含1，2，4-三唑環(huán)的羅丹明B酰肼衍生物，分別作為Hg加和Cu2+熒光探針具有高選擇性且檢測限低至10-8M，量子產(chǎn)率較高，后者進行了HeLa細胞內(nèi)Cu2+熒光成像。
　　 3.合成多個系列含二茂鐵基的吡唑啉、1，2，4-三唑和噻唑并[3，2-b]-1，2，4-三唑衍生物，分別進行了X-射線單晶衍射分析，紫外和熒