氰離子探針的設(shè)計(jì)合成及其光譜研究.pdf

1、陰離子在人們的日常生活中扮演重要的角色，它涵蓋著生命科學(xué)、醫(yī)藥、環(huán)境等眾多領(lǐng)域。對(duì)陰離子的識(shí)別和傳感一直是科學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)，在諸多的陰離子當(dāng)中，氰離子被廣泛應(yīng)用于冶金、電鍍、農(nóng)藥、合成纖維等行業(yè)，但是由于其劇毒性，隨之帶來的危害也不容小覷，所以如何快速檢測(cè)氰離子的存在是科學(xué)家研究的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的氰離子識(shí)別主要利用氰離子與其他陰離子在形狀、半徑大小、電荷密度上的不同，通過依靠主客體之間的氫鍵作用來達(dá)到識(shí)別目的，然而利用氫鍵作用識(shí)別氰離子最

2、大的缺點(diǎn)是其選擇性差。本論文利用氰離子獨(dú)特的化學(xué)反應(yīng)性質(zhì)即它的親核性，將能夠與氰離子反應(yīng)的識(shí)別位點(diǎn)與熒光團(tuán)相結(jié)合，設(shè)計(jì)合成三種能夠與之發(fā)生親核加成反應(yīng)的主體分子，通過加成反應(yīng)所引起的顏色以及熒光的變化達(dá)到檢測(cè)氰離子的目的。具體工作內(nèi)容如下:
　　1.提出一種新的合成Rhodafluor熒光團(tuán)的方法，合成一個(gè)含有三氟乙酰氨基的Rhodafluor衍生物2-3，它能夠在MeOH∶H2O=8∶2(V/V)體系中選擇性識(shí)別氰離子而不與其他

3、待測(cè)陰離子作用?；衔?-3處于關(guān)環(huán)狀態(tài)時(shí)既無熒光也無顏色，在與CN-作用后轉(zhuǎn)變?yōu)殚_環(huán)狀態(tài)發(fā)出強(qiáng)綠色熒光，熒光增強(qiáng)近120倍，同時(shí)溶液顏色由無色變?yōu)辄S色，這種明顯變化可以通過肉眼直接觀測(cè)?；衔?-3對(duì)氰離子的檢出限可達(dá)2.66×10-8M，遠(yuǎn)低于世界衛(wèi)生組織(WHO)規(guī)定飲用水中氰離子的極限濃度。
　　2.基于FRET機(jī)理，利用對(duì)二甲氨基苯甲酰肼作為能量給體，熒光素作為能量受體，合成了一個(gè)新的熒光比率氰離子探針3-3。在DMF∶

4、H2O=9∶1(V/V)體系中，化合物3-3對(duì)氰離子表現(xiàn)出良好的選擇性。化合物3-3的亞胺基團(tuán)與氰離子發(fā)生加成反應(yīng)后誘導(dǎo)了熒光素從關(guān)環(huán)狀態(tài)變?yōu)殚_環(huán)狀態(tài)，進(jìn)而產(chǎn)生由二甲氨基苯甲酰肼到熒光素的熒光共振能量轉(zhuǎn)移過程，使得溶液由藍(lán)色熒光變?yōu)閺?qiáng)綠色熒光，溶液顏色由無色變?yōu)樽丶t色，可以實(shí)現(xiàn)裸眼檢測(cè)氰離子?；衔?-3對(duì)CN-的檢出限可達(dá)4.4×10-7M，低于世界衛(wèi)生組織(WHO)規(guī)定飲用水中氰離子的最高含量。
　　3.利用香豆素—半花菁染料

5、合成新的熒光比率型氰離子探針4-1。在MeOH∶Tris-HCl=1∶1(V/V，Tris-HCl濃度為10mM，pH=9.3)溶劑體系中，化合物4-1可以高選擇性的識(shí)別氰離子，其它陰離子和半胱氨酸幾乎不會(huì)形成干擾。在與氰離子作用后化合物4-1的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移過程受到抑制使其由紅色熒光變?yōu)樗{(lán)綠色熒光，發(fā)射波長(zhǎng)藍(lán)移116nm同時(shí)溶液顏色由紫色變?yōu)辄S色?；衔?-1對(duì)氰離子的檢出限為6×10-7M，二者的結(jié)合常數(shù)達(dá)到1.78×105 M-1

6、。
　　4.基于8-氨基喹啉熒光團(tuán)，利用分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移機(jī)理設(shè)計(jì)合成新的熒光比率型鋅離子探針5-1。在MeCN∶Tris-HCl=1∶9(V/V，Tris-HCl濃度為10mM，pH=7.2)溶劑體系中，化合物5-1可以選擇性地識(shí)別鋅離子。在與鋅離子作用后化合物5-1的熒光明顯增強(qiáng)，發(fā)射波長(zhǎng)紅移84 nm。化合物5-1與鋅離子形成1∶1的絡(luò)合物，對(duì)鋅離子的檢出限可達(dá)6.9×10-8M。
　　5.對(duì)BODIPY母核的8-位進(jìn)行修