2019年3期 电子期刊

通过Debus-Radziszewski、Suzuki-Miyaura和Knoevenagel缩合反应,设计合成了一种新型的咪唑衍生物L,并使用傅里叶变换红外光谱和核磁共振氢谱对合成化合物进行了结构表征。不同极性溶剂中光物理性质和密度泛函理论计算结果表明该系列化合物具有典型的分子内电荷转移（Intramolecular charge transfer,ICT）效应;紫外-可见吸收和荧光发射光谱证实它表现出聚集诱导猝灭（Aggregation-caused quenching,ACQ）性质。进一步的光物理性质测试表明化合物L在THF/H₂O混合溶液中可实现对2,4,6-三硝基苯酚（苦味酸,picric acid,PA）的检测,检测限为3.7×10^-6 mol/L。     

甲氰菊酯在纳米银膜上的SERS光谱检测

本文将聚乙烯醇(PVA)包覆的纳米银粒子组装在铝片表面形成的纳米银薄膜作为表面增强拉曼散射基底,使用扫描电镜对纳米银膜的表面形貌进行了表征。同时采用近红外激光(785nm)作为激发光对甲氰菊酯的丙酮溶液(10-4~10-7 mol/L)进行了近红外表面增强拉曼散射(NIR-SERS)光谱检测。结果表明该方法对甲氰菊酯的检测极限为10-6 mol/L。最后对甲氰菊酯的NIR-SERS光谱重现性进行了检测,即分别检测了浓度为10-4 mol/L和10-5 mol/L的甲氰菊酯丙酮溶液各6个样品,实验结果表明该纳米银膜在检测甲氰菊酯时体现出了较好的重复性。     

α-氰基取代二苯乙烯衍生物的合成与发光特性研究

设计合成了一种α-氰基取代二苯乙烯衍生物(Z)-2-(4-氨基苯基)-3-(4-辛烷烷氧基苯基)丙烯腈(CN-APHP)。通过紫外吸收光谱、荧光发射光谱研究了CN-APHP的光物理性质。利用差示扫描量热分析和偏光显微镜研究了化合物的液晶性质。结果表明,CN-APHP在59~85℃之间形成近晶相液晶,是一种具有聚集态诱导发光增强特性的液晶材料。有序取向的CN-APHP薄膜具有发光各向异性,其线偏振度约为0.3。     

基于扭曲A-π-D-π-A构型的蓝色荧光材料的π-共轭桥与光物理特性间的关系（英文）

蓝色荧光材料在作为有机发光器件(OLED)的蓝光发光层材料方面具有很大的商业应用潜力。本文将4-(9H-咔唑-9-基)苯胺(CzPA)作为电子给体单元、三氟甲基苯基(FMP)作为电子受体单元,通过在CzPA和FMP之间分别引入苯,9,9'-二辛基-9H-芴和双(9,9′-二辛基-9H-芴)作为π-共轭桥,设计并合成了一系列基于扭曲A-π-D-π-A构型的蓝色荧光材料(CzPA-B-FMP,CzPA-F-FMP,CzPA-DF-FMP),并研究π-共轭桥与材料光物理性质之间的关系。通过对材料的相关光物理性质以及电荷转移特性的详细比较,可以分析得出:CzPA和FMP之间的π-共轭桥长度的增加可以增强激发态的局部激发特性,进而提高这些材料的荧光量子效率和器件的外量子效率。但是,过长的π-共轭桥将导致更大的分子间共轭效应,不利于材料光物理性质的优化。     

新型双噻吩衍生物的合成、晶体结构及光谱性能

通过Suzuki偶联反应,用不同基团对双噻吩原料上的溴原子进行取代后合成了一系列双噻吩衍生物:3-(5′-溴-[2,2-双噻吩]-5-基)吡啶(Dt-1)、5,5-双(吡啶-3-基)-2,2-双噻吩(Dt-2)、5-(3,5-双(三氟甲基)苯基)-2,2-双噻吩(Dt-3)、5,5-双(3,4,5-三氟苯基)-2,2-双噻吩(Dt-4)。通过红外光谱(IR)、质谱(MS)、核磁共振氢谱(~1H NMR)及单晶X射线衍射对其结构进行了表征。通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱研究了其发光性能。结果表明,在CH_2Cl_2溶液中,化合物Dt-1在349 nm激发光作用下在390～470 nm区域有较强的双荧光发射行为,两个最大发射峰分别为403 nm和422 nm;化合物Dt-2在372 nm激发光作用下在400～480 nm区域即紫色和蓝色光区有较强的双荧光发射行为,最大发射峰分别为430 nm和440 nm;化合物Dt-3在349 nm激发光作用下在418 nm处有最强的荧光发射;化合物Dt-4在371 nm激发光作用下于436 nm处有最强的荧光发射。由于双噻吩共轭结构中引入的吸/给电子基团增加了π电子的流动性以及共轭程度,增强了分子间的相互作用力,振动弛豫现象以及斯托克斯位移(Stokes shifts)的产生引发的能量损失导致最大吸收峰向长波方向移动。     

九里香叶中甲氧基黄酮类化合物的NMR研究

从九里香(Murraya exotica L.)叶中分离得到三个甲氧基黄酮类化合物：5,7,3′,4′-四甲氧基黄酮(化合物1)、5,7,3′,4′,5′-五甲氧基黄酮(化合物2)和5,6,7,3′,4′,5′-六甲氧基黄酮(化合物3). 应用1D和2D NMR(包括¹H-¹H COSY、HMQC和HMBC)对这三种化合物的结构进行了分析,确认了三个化合物中甲氧基的连接位置,并对¹H和¹³C化学位移进行了归属.     

在双波长下识别Fe3+的一种新型可视化荧光探针的合成及性能

合成了一种新型四苯乙烯-罗丹明化合物L,通过紫外-可见吸收光谱、分子荧光光谱、裸眼和循环伏安分析法等分别研究了化合物L的聚集诱导发光性能、对金属阳离子的识别性能和电化学性能。实验结果显示:化合物L在乙醇-水的混合溶剂中表现出典型的聚集诱导发光性能;L在EtOH/H_2O(V∶V,1∶1,Tris-HCl,pH=7.0)溶液中随Fe~(3+)的加入,化合物L的EtOH/H_2O(V∶V,1∶1,Tris-HCl,pH=7.0)溶液显示出明显的颜色变化,由无色变成红色,除Al~(3+)、Cr~(3+)略微变红外,其他金属离子无明显变化,这表明化合物L可作为裸眼识别Fe~(3+)的探针;当选用激发波长350 nm时,在508 nm处的荧光发射强度发生猝灭,猝灭比为87.5%,检出限为4.56×10~(-6) mol/L;激发波长为530 nm时,在582 nm处荧光发射强度呈增大趋势,较加入前增大了49.6倍,检出限可达7.4×10~(-7) mol/L。由此可见,L在用不同激发波长激发时,在两个不同荧光发射波长下分别实现了对Fe~(3+)的"turn-off"和"turn-on"识别,因此L可作为一种具有高灵敏性和专一选择性的可视化Fe~(3+)荧光探针。并经Job's曲线、紫外和荧光滴定、核磁滴定、扫描电镜初步确定了探针L和Fe~(3+)的络合机理,探针L和Fe~(3+)的络合比为2∶1,整个测试在中性条件下进行,使得该类探针在生物体系或环境中有潜在的应用价值。且它的电离势为5.77 eV,电离势与正电极的功函数(5.5 eV)较匹配,有望开发成为空穴传输材料。电子亲合势为3.71 eV,比常见的电子传输材料PBD(E_A=2.82 eV)的电子亲和能大,有望开发为电子传输材料,所合成的化合物也可作为一类具有潜在应用价值的光电材料。     

有机双过氧钒化合物的合成及其与小分子相互作用研究

在过去的20年里,双过氧钒化合物的合成及其与小分子相互作用一直是化学和生物学研究的热点之一．本文在合成并表征数种双过氧钒化合物的基础上,利用多核（¹H、¹³C、¹⁴N、¹⁵N和⁵¹V）、多维（¹H-¹H COSY、¹³C-¹H COSY和DOSY）和变温NMR等谱学手段,结合ESI-MS技术和理论计算,系统研究了相互作用前后体系中各物种的溶液结构,对一些实验现象进行了解释,探讨了相互作用的模式和规律．主要结果总结如下：  1. 在合成草酸双过氧钒的基础上,利用多种NMR谱学手段研究了双过氧钒和组氨酸类化合物的相互作用,在溶液中观察到His和Carns等有机配体主要以其咪唑环上的ε-N与中心金属钒配位,这和从海洋生物 Curvularia inaequalis 分离出来的氯过氧化物酶(Chloroperoxidase)的活性中心His496有着相同的配位方式．理论计算表明溶剂效应对该配位方式起着关键的作用．此外,利用ESI-MS技术结合理论计算,通过比较体系在溶液和气相中行为的异同,对气相中物种[OV(O₂)₂(L)₂]-（L为配体）可能的结构给予了解释,认为中心金属钒与溶液中一样还是6配位而不是Conte等人认为的7配位,第二个配体分子通过氢键与物种[OV(O₂)₂(L)₂]-结合在一起． 2. 在合成数种双过氧钒化合物的基础上,利用多种NMR技术结合ESI-MS等谱学方法系统研究了双过氧钒化合物和咪唑、吡啶、取代吡啶、精氨酸、皮考啉酯以及皮考啉酰胺等有机配体的相互作用,建立了一套适合研究过氧钒化合物与有机小分子相互作用的谱学方法．利用核磁共振中扩散排序（DOSY）技术,实现了混合物中各组分在样品管中的“虚”分离,并利用谱图编辑技术得到混合物中各组分的化学位移即结构信息．由于DOSY的使用避免了繁琐的分离,因此它是一种非常有应用前景的研究混合物的谱学方法． 3. 在相互作用体系NH₄VO₃/H₂O₂/2-(2′-Py)Imi中合成了一种新的双过氧钒化合物．经NMR、IR、X-ray衍射和元素分析等谱学方法或分析手段确定其组成[NH₄{OV(O₂)₂{2-(2′-Py)-Imi}·4H₂O}]和结构,其⁵¹V的化学位移在单核双过氧钒化合物中是最大的．目前已报道双过氧钒化合物的晶体结构约为10个,本文所合成的为第一个具有不对称双氮双齿配体的双过氧钒化合物．     

尿液中抗肿瘤药物6-巯基嘌呤的表面增强拉曼光谱检测研究

本文利用表面增强拉曼光谱(Surface-Enhanced Raman Spectroscopy,SERS)技术实现了抗肿瘤药物6-巯基嘌呤(6-MP)的灵敏检测。利用种子生长法合成了粒径为62～68 nm,形貌均一的聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂的金纳米颗粒(PVP-AuNPs),采用扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见(UV-vis)吸收光谱对纳米单元形貌结构和均一性进行表征。PVP-AuNPs作为SERS活性基底,能够实现10~(-6) mol/L量级6-MP的灵敏检测,在经前处理后的尿液中6-MP的检测限可达10~(-4) mol/L。     

基于硅氧烷修饰的苝二酰亚胺氟离子荧光传感器EI北大核心CSCD

通过简单的一步反应合成了一种新型含硅氧烷基团的苝二酰亚胺(PDI-TES)荧光传感器。结合小角X射线衍射、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱和动态光散射等实验方法,阐明了PDI-TES的晶体结构、自组装行为和检测性能。实验结果表明,PDI-TES具有良好的热稳定性和有序的晶体结构。此外,由于Si—O键的断裂,PDI-TES对氟离子具有较高的选择性和灵敏度,检出限低至1.58×10^(-6) mol/L。这些优良的检测性能和简单、低成本的合成方法,有望使PDI-TES成为一种实用的氟离子检测荧光传感器。     

基于喹啉基的噁二唑酮类荧光探针合成及对Fe^(3+)的识别EI北大核心CSCD

以8-氨基喹啉为原料通过重氮化、还原、酰化等反应制备了3种新的喹啉基酰肼化合物1~3,并以其为原料与三光气发生环合反应进一步制备了3种噁二唑酮类化合物4~6。6种新的化合物结构均采用红外光谱、核磁共振谱和质谱等技术以及理论计算进行了深入分析。同时通过热重和荧光光谱等手段对化合物的热学和光学性质进行了测试和分析。结果表明,合成的6种化合物都具有良好的热稳定性,且具有较强的固体荧光发射性能。其中,化合物4~6可作为荧光探针对Fe离子具有高选择性和灵敏性的检测能力,其检出限分别为8.70×10^(-6),1.64×10^(-6),1.01×10^(-6)mol/L。此外,通过理论计算对6种化合物的发光原理也进行了深入分析。     

某些卟啉化合物的光敏性研究

本文用紫外-可见分光光度计测定了几种卟啉化合物在0.1mol/L NaOH溶液中特征吸收Soret峰的最大吸收波长(λ_(max))及摩尔消光系数(ε),并对光敏性与结构的关系进行了探讨。又对不同浓度的卟啉溶液进行光辐照,测定了几种卟啉化合物的ε值随光照时间的变化规律,讨论了ε值与浓度的关系。这方面的研究尚未见文献报导(包括本文中Ⅳ—Ⅵ三种新的卟啉化合物)。     

2-三苯基锗基乙基苯基酮、4-三氯锗基-4-甲基-2-戊酮及其类似物Raman及IR光谱

我们合成有机锗化合物的重要中间体 4-三氯锗基 - 4-甲基 - 2 -戊酮 ( A)、3-三氯锗基 -3,5,5-三甲基环己酮 ( B)、2 -三氯锗基 - 2 -苯基乙基苯基酮 ( C)、2 -三苯基锗基乙基苯基酮 ( D) ,测量了他们的 Raman和 IR光谱并进行了讨论。在化合物 A- D的 Raman和 IR光谱 ,苯环中的 C- H伸缩振动 ,饱和 C- H伸缩振动 ,饱和 Ge- C伸缩振动等特征数据基本一致。C=O伸缩振动在 Raman和 IR光谱中位置基本一致 ,但在红外光谱中均为强吸收带 ,而在 Raman光谱中的峰强度差别则非常大 ,化合物 A、D的峰非常弱 ,而 C的峰则很强 ,化合物 A- C的 Ge- Cl振动均在 390 cm- 1附近出现强峰。     

一种轴向核苷修饰硅酞菁的合成与光动力抗癌活性

合成了一种轴向核苷修饰硅酞菁,即二[5′-(2′,3′-O-异丙基)-5-甲基胞苷氧基] 硅酞菁,并通过1H NMR和HR-MS等手段进行了表征。该化合物在N,N-二甲基甲酰胺和含1% Cremophor EL水溶液中以单体形式存在,Q带最大吸收波长分别位于676和679 nm,荧光发射峰分别位于685和689 nm。离体光动力抗癌活性表明,该化合物具有显著的光动力抗癌活性,对人肝癌细胞HepG2的半致死浓度(IC₅₀)低至7.8×10-8mol·L-1。荧光共聚焦显微镜研究显示,SiPcG可定位于细胞线粒体中。研究表明,SiPcG是一种有发展潜力的新型抗癌光敏剂。     

基于硅氧烷修饰的苝二酰亚胺氟离子荧光传感器（英文）

通过简单的一步反应合成了一种新型含硅氧烷基团的苝二酰亚胺(PDI-TES)荧光传感器。结合小角X射线衍射、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱和动态光散射等实验方法,阐明了PDI-TES的晶体结构、自组装行为和检测性能。实验结果表明,PDI-TES具有良好的热稳定性和有序的晶体结构。此外,由于Si—O键的断裂,PDI-TES对氟离子具有较高的选择性和灵敏度,检出限低至1.58×10~(-6) mol/L。这些优良的检测性能和简单、低成本的合成方法,有望使PDI-TES成为一种实用的氟离子检测荧光传感器。     

用于检测氨基葡萄糖的金属-有机大环化合物的合成及光谱分析

以5-氨基异酞酸为初始原料,通过酯化、肼解和席夫碱等反应合成了双三齿配体LD,并通过与锌离子(Zn~(2+))自组装构筑了金属(锌)-有机大环化合物LD-Zn,利用紫外-可见光谱、核磁、电喷雾质谱等表征手段研究了LD-Zn对氨基葡萄糖的识别作用。核磁光谱和电喷雾质谱测试表明,氨基葡萄糖分子能够进入到大环LD-Zn内部,并且LD-Zn以1∶1的比例包合了氨基葡萄糖分子。紫外-可见光谱表明,当向LD-Zn中加入氨基葡萄糖后,373 nm处的吸收峰强度增加,269 nm和303 nm处的吸收峰强度降低,平衡常数K达到4.19×10~3L/mol,最低检测限为5.0×10~(-6)mol/L。通过对比测试发现,LD-Zn只对氨基葡萄糖有紫外光谱响应,而对葡萄糖和三乙胺无任何响应,说明氨基葡萄糖的结构与大环化合物LD-Zn的空腔更匹配,LD-Zn对氨基葡萄糖的识别不是单纯羟基(氢键)或者氨基(碱性)引起的,而是由LD-Zn限域的空腔效应和氨基的氢键协同作用实现了对氨基葡萄糖的识别。     

含苯甲酸乙酯结构的共轭材料对硝基芳烃爆炸物的荧光检测

以苯甲酸乙酯为骨架，在不同位置引入不同数量的三苯乙烯和四苯乙烯，制备了含苯甲酸乙酯结构的系列共轭化合物EB1～EB4。紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱测试结果表明，所合成的四种共轭材料均具有明显的聚集诱导发光特性。将四种共轭材料作为荧光探针，成功用于硝基爆炸物的水相识别。荧光滴定结果表明，该系列共轭化合物对苦味酸(PA)具有潜在的传感性能，化合物EB1～EB4对溶液中PA的检测限分别为1.35×10^-6,1.69×10^-6,1.12×10^-6,8.88×10^-7 mol/L；做成试纸检测器的裸眼检测限为1.14 ng/cm²。这类含苯甲酸乙酯结构的共轭材料及其衍生物为新型荧光材料的制造提供了重要思路。     

炔功能化的芘衍生物在有机场效应晶体管的应用

利用Sonogashira偶联反应在芘的1,3,6,8位引入炔键合成了一个X型化合物(SiPy)．它的光物理性质、热学性质、薄膜形态和有机场效应晶体管性质被研究．热重分析结果表明SiPy具有高的稳定 性．原子力显微镜图像显示SiPy的薄膜形态依赖于衬底的温度．基于SiPy的薄膜OFET器件被制作,SiPy呈现p型半导体特征．     

酮类甲醛荧光探针的合成及其光学性质

设计合成了两种化合物4-氨基4-（4-甲氧基苯基）-3-丁烯-2-酮（1b）和4-氨基-4-（1,3-亚甲二氧基苯基-5-基）-3-丁烯-2-酮（2b）,测试了其在不同甲醛含量下的紫外吸收光谱及单光子荧光光谱。当含有100 μmol/L和5 μmol/L的甲醛时,化合物1b和2b的紫外吸收峰强度分别达到其最大值。在单光子荧光方面,化合物1b的荧光发射峰位置在384 nm,与紫外吸收峰相比红移50 nm。化合物2b的荧光发射峰呈现出双峰形状,其发射峰位置分别在384 nm及411 nm左右。当加入15 μmol/L的甲醛时,化合物2b的411 nm处的荧光发射峰明显增强,两峰的重叠程度降低,可作为检测甲醛的特征变化。以上数据表明,化合物1b和2b不仅能够对微量甲醛产生响应,也可作为一种理想平台为更进一步拓宽化合物1b和2b在监测生物体系中甲醛荧光生物成像上的应用奠定理论基础。     

新型β-二酮配体及其Eu(Ⅲ)三元配合物的合成、表征及发光性能的研究

采用Claisen缩合反应合成了一种新型的β-二酮化合物1-(4-溴苯)-3-苯基丙烷-1,3-二酮(L),并以其为第一配体,邻菲罗啉(Phen)为第二配体,合成出新型稀土Eu(Ⅲ)三元配合物。通过元素分析、红外光谱、紫外光谱、荧光光谱对合成的配体及三元配合物进行了表征。红外光谱的分析表明：配体L含有β-二酮结构,且烯醇式含量高;配合物中L的氧原子以及Phen中的氮原子与稀土离子进行了配位。紫外光谱的分析表明配合物中的能量传递主要来自第一配体。通过荧光光谱研究了配合物的发光性质,结果显示配合物表现出Eu3+的特征发射,主发射峰为Eu3+的5D₀ →7F₂发射,属于窄带发射,单色性较好,是具有潜在应用价值的红色发光材料。