Schiff碱配合物的研究——Ⅸ.表面Schiff碱配合物对H_2O_2分解的催化作用

制备了两种表面Schiff碱及其Cu~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+)配合物,考察了它们对H_2O_2分解的催化性能,其活性顺序为:Co~(2+)>Cu~(2+)>Ni~(2+)>Zn~(2+),且与金属离子氧化还原电位有关。溶液的pH值增加有利于催化反应,有机配体的加入则对反应有所抑制。     

基于联萘酚衍生物的荧光传感器对Ca~(2+)的选择性测定

设计了基于联萘酚衍生物(LZ)的高选择性的荧光化学传感器,分别采用荧光光谱和紫外-可见光谱法研究了其对Ca~(2+)的识别.结果显示,与其他金属离子,如Ag~+、Al ~(3+)、Bi ~(3+)、Cd~(2+)、Co~(3+)、Cr~(3+)、Cu~(2+)、Fe~(3+)、Hg~(2+)、K~+、Mg~(2+)、Mn~(2+)、Ni ~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)相比,探针LZ对Ca~(2+)呈现良好的选择性.并且该探针在486nm处的荧光强度与Ca~(2+)浓度在2~7μmol/L范围内呈现良好的线性关系,其回归系数为0.994,检测限为0.8μmol/L,多次测定的相对标准偏差为2%.     

Fe（C5H4-CH2-Trp-OMe）2的合成、晶体结构及金属离子识别性能

摘要： 以优化的两步一锅反应法合成了生物金属有机化合物Fe（C₅H₄-CH₂-Trp-OMe）₂（FcL）,通过NMR、HRMS及IR等对其结构进行了表征,利用X射线单晶衍射测定了分子结构。循环伏安法研究表明FcL在0.00~0.90 V电位范围内,给出一稳定的、形态良好的氧化还原峰,这归于化合物中Fc/Fc⁺电对的氧化还原过程。电化学金属离子识别研究显示FcL在过渡金属离子Zn²⁺和Cu²⁺的存在下,导致了配体Fc/Fc⁺式量电位的显著阳极移动,其△E^0''对Zn²⁺和Cu²⁺分别为342和335 mV,表明了FcL对Zn²⁺和Cu²⁺具有良好的识别能力。     

氧化—还原反应的简便判断

学生在学习了氧化-还原反应以后,往往感到,对某些物质相遇能否反应,反应后生成什么物质,不易判断。我们认为,对高中学生可以向他们介绍,氧化-还原反应的方向是:强氧化型_1+强还原型_2→弱还原型_1+弱氧化型_2需指出:这里的“强”、“弱”是相对的。例如:Cu~(2+)+Zn→Cu+Zn~(2+)在反应中,对铜元素而言 Cu~(2+)为氧化型,其氧化能力比 Zn~(2+)强,因此 Cu~(2+)是强氧化型,对锌元素而言锌单质的还原能力比铜单质强,因此     

对Zn2+及S2-连续响应的罗丹明B酰肼类荧光探针的研究

该文采用简单的两步反应合成了一种新型N-(2-羟基-5-氯苯)基罗丹明B酰肼(HCPRH)分子探针,并对其进行了结构表征及荧光性能研究。结果显示,在含HCPRH分子探针的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中加入Zn~(2+),会使其荧光显著增强,可在365 nm紫外灯下肉眼观察到体系颜色迅速由无色变为亮黄色,表明该分子探针可用于Zn~(2+)的快速、灵敏和裸眼识别,且其对Zn~(2+)具有良好的识别选择性,其它金属离子几乎不干扰HCPRH探针对Zn~(2+)的响应。采用Benesi-Hildebrand方程计算得HCPRH分子探针与Zn~(2+)之间形成了稳定的配合物,以Job?s法确定两者之间摩尔比为1∶1。根据荧光滴定的实验结果,发现HCPRH分子探针在512 nm处荧光发射峰强度变化值与Zn~(2+)浓度在10～250μmol/L之间呈良好的线性关系,对Zn~(2+)的检出限达3.6μmol/L,可用于其微量检测。另外,实验研究还表明该分子HCPRH探针可成功用于对Zn~(2+)与S~(2-)的连续荧光响应。     

降冰片烯荧光三唑化合物的合成及其金属离子识别

通过点击反应合成了一种以降冰片烯为骨架含蒽荧光团环状双三唑化合物1及其非环对应物2,并研究了其对金属离子荧光识别能力.在CH_3CN-H_2O(V∶V=90∶10)溶液中,受体分子1仅对Hg~(2+)有很好的荧光淬灭响应.有意思的是,非环受体2对Zn~(2+),Hg~(2+)与Cu~(2+)都有荧光识别响应,其中滴加Zn~(2+)使受体2荧光增强,而滴加Hg~(2+)与Cu~(2+)则导致其荧光淬灭.同时对受体分子与金属离子的结合模式通过1H NMR滴定及密度泛函理论(DFT)计算进行了探讨.     

基于还原氧化石墨烯@DNA修饰电极的Cu2+传感器

采用了滴涂法制备了还原氧化石墨烯@DNA修饰电极,采用了循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)两种电化学方法,探究了还原氧化石墨烯@DNA修饰电极对Cu~(2+)电催化活性和氧化峰电流与Cu~(2+)浓度之间的关系。实验结果表明,DNA和还原氧化石墨烯所修饰的电极对Cu~(2+)具有优异的电催化活性。即时电流响应信号同Cu~(2+)的浓度线性方程为i(μA)=-2.098 8-0.538 5c(×10~(-5) mol/L),线性相关系数R=0.996,最低检出限为1×10~(-8) mol/L。并且修饰电极具有良好的重现性和稳定性。     

铜(Ⅱ)荧光探针的合成及其识别性能研究

以水合肼和4-(二乙氨基)水杨醛为原料,通过席夫碱反应合成了Cu~(2+)荧光探针。采用荧光和紫外等方法研究了其对金属离子的识别性能。结果表明,该探针在80%(V/V)的乙醇水溶液中对Cu~(2+)有较好的选择性、灵敏度并可裸眼识别,检测限为0.32 nmol/L。     

基于咔唑-席夫碱的高选择性裸眼和荧光识别Cu~(2+)的探针

合成了一种新型基于咔唑-席夫碱识别Cu~(2+)的荧光探针L.利用紫外-可见和荧光光谱研究了探针L对阳离子的识别性能.实验结果显示,当加入Cu~(2+)时,探针L的CH_3CN溶液显示出明显的颜色变化,由黄色变为无色.这表明,利用探针L可裸眼识别Cu~(2+).通过荧光光谱分析实验发现,在CH_3CN溶剂中,探针L对Cu~(2+)具有较高的选择性和灵敏度,其荧光强度随着Cu~(2+)的浓度增大而逐渐增强,不受其它金属离子影响,抗干扰能力强.探针L与Cu~(2+)的结合常数为1.38×10~4 L/mol,检测限为2.34×10~(-7) mol/L,低于世界卫生组织(WHO)规定的饮用水中Cu~(2+)的最大含量20mmol/L.探针L在检测环境中的Cu~(2+)含量方面具有潜在应用价值.     

新型双功能席夫碱荧光探针分别识别检测Zn~(2+)和CN~-

合成了一种新的席夫碱荧光探针4'-羟基-3'-((2-吡啶亚甲基亚氨基)甲基)-4-氰基联苯(HPBC),用于对Zn~(2+)和CN~-的选择性识别检测。在Et OH-H_2O(2∶3,V/V,HEPES,p H=7.4)体系中,HPBC与Zn~(2+)按摩尔比1∶1络合,使探针在468 nm处的荧光明显增强,且最大发射峰发生15 nm的蓝移,而在加入其它金属离子后不产生明显的荧光增强现象,由此可以选择性识别检测水体系中的Zn~(2+)。本方法检测Zn~(2+)的线性范围为0.4~4.0μmol/L,检出限为36.5 nmol/L,比WHO规定的饮用水中Zn~(2+)限量水平(76μmol/L)约低1000倍。向HPBC中交替加入Zn~(2+)和EDTA,探针表现出"ON-OFF-ON"模式的荧光变化,且在4次循环后,体系荧光效率损失较小,表明HPBC对Zn~(2+)的识别具有良好的可逆性。荧光成像实验表明,HPBC可用于检测活细胞中的Zn~(2+)。而在DMSO-H2O(3∶7,V/V)介质中,由于与其它阴离子尤其是F~-与AcO~-相比,CN~-具有较强的碱性及较弱的氢键结合力,因此CN~-可使探针HPBC中的酚羟基去质子化,产生强的绿色荧光,且溶液颜色由无色变为淡黄色。由此可以选择性识别检测水溶液中的CN~-,且不受其它阴离子的干扰。HPBC对CN~-的检出限0.575μmol/L。HPBC还可制成试纸条,通过检测试纸条颜色及紫外灯下荧光的改变,方便快捷地检测水样中的CN~-。     

Synthesis and properties of m‐ferrocenylbenzoylthiadiazole derivatives

A series of m‐ferrocenylbenzoylthiadiazole compounds, namely FcL₁–FcL₇, were synthesized using 3‐ferrocenylbenzoic acid and 2‐amino‐5‐aryl‐1,3,4‐thiadiazole as raw materials. These compounds were characterized using infrared and NMR spectroscopies and elemental analysis. The crystal structure of FcL₇ was determined using X‐ray diffraction. The electrochemical behaviors of FcL₁–FcL₇ revealed that the redox reactions on the surface of electrodes were reversible with a single‐electron mechanism. Also, FcL₁–FcL₇ demonstrated certain redox responses to Pb²⁺ and Zn²⁺. Moreover, FcL₅–FcL₇ exhibited good inhibition against human esophageal cancer cells in anticancer activity tests.     

基于苯并噻唑Zn2+荧光探针及其细胞造影应用

设计合成基于苯并噻唑Zn²⁺荧光增强型探针BHP,在HEPES缓冲液中测其对Zn²⁺识别性能。实验结果表明,BHP对Zn²⁺有较高的选择性,对其他金属离子如Cd²⁺,Fe²⁺,Ni²⁺,Pb²⁺,Hg²⁺,Al³⁺,Mn²⁺,Ag⁺,Cu²⁺,Co²⁺,Na⁺,K⁺,Mg²⁺和Ca²⁺无明显荧光增强响应。BHP与Zn²⁺按1：1计量比配位,在生理条件下荧光强度不受pH值影响。在HeLa细胞中对Zn²⁺的造影表明BHP可用于生物体Zn²⁺检测。     

Diiodine complex of diferrocenyl(phenyl)phosphine sulfide: the structural and electrochemical behaviour of Fc2(Ph)PS · I2

The title compound, Fc₂(Ph)PS · I₂, has been prepared and characterised in both the solid state and solution. Single crystal X-ray crystallography reveals that the adduct adopts a molecular charge-transfer structure in the solid state. Mössbauer spectroscopy confirms the presence of low spin Fe²⁺ but also indicates the presence of ca. 24% of an Fe³⁺ species. The electrochemistry of Fc₂(Ph)PS · I₂, Fc₂(Ph)PS and Fc₂(Ph)P has been studied using a combination of cyclic voltammetry and differential pulse voltammetry. The data for Fc₂(Ph)PS · I₂ show two redox processes, consistent with the sequential oxidation of the ferrocenyl groups to ferrocenium species.     

一种基于DPA识别基团的可视化检测锌离子的荧光增强型探针

以N,N-二(2-吡啶甲基)胺(DPA)为识别基团,设计合成了一种用于检测Zn2+的荧光增强型探针WN,在CH3CH2OH/TrisHCl(1∶9,V/V,pH=7.4)缓冲溶液中研究了它对Zn2+的识别特性。实验结果表明,WN对Zn2+有较高的选择性和灵敏度,它们之间的结合比为1∶1,对Zn2+的检出限为1.14×10-8 mol·L-1。WN能够快速地可视化检测Zn2+,在HeLa活细胞中对Zn2+的荧光显微成像表明WN可应用于生物体的检测。     

一种用于活体细胞Zn2+检测的高灵敏度比例计量荧光探针

无论是在水溶液还是乙腈溶液中,2-PBI(2-(2′-吡啶基)苯并咪唑)的发射光谱都表现出一定的红移,但由于该分子对Zn2+低的结合能力以及多变的配位比例,2-PBI不能作为一个比例计量型的Zn2+荧光探针。本研究通过在2-PBI的5位引入推电子基团N,N-二甲基,增加探针的配位原子数同时促进探针的ICT效应,设计合成比例计量型Zn^2+荧光探针DBITA。实验结果表明,除了172 nm的大斯托克斯位移外,DBITA还表现出特定的Zn^2+诱导的红移,发射波长从534 nm红移到609 nm,DBITA与Zn^2+以1∶1比例结合。此外,DBITA对Zn^2+表现出极高的亲和力,配合物DBITA/Zn^2+结合的Kd值为0.16 pmol·L^-1。在HeLa细胞中,DBITA完成了细胞内的Zn^2+的定量造影。     

一种基于DPA识别基团的可视化检测锌离子的荧光增强型探针

以N,N-二（2-吡啶甲基）胺（DPA）为识别基团,设计合成了一种用于检测Zn²⁺的荧光增强型探针WN,在CH₃CH₂OH/Tris-HCl（1：9,V/V,pH=7.4）缓冲溶液中研究了它对Zn²⁺的识别特性。实验结果表明,WN对Zn²⁺有较高的选择性和灵敏度,它们之间的结合比为1：1,对Zn²⁺的检出限为1.14×10^-8mol·L^-1。WN能够快速地可视化检测Zn²⁺,在HeLa活细胞中对Zn²⁺的荧光显微成像表明WN可应用于生物体的检测。     

Synthesis and characterization of the [Cu(Cin2bda)2]ClO4 and [Cu(Ncin2bda)2]ClO4 complexes: Crystal structure of [Cu(Ncin2bda)2]ClO4

Two copper(I) complexes [Cu(Cin₂bda)₂]ClO₄ (I) and [Cu(Ncin₂bda)₂]ClO₄ (II) have been prepared by the reaction of the ligands N²,N²′-bis(3-phenylallylidene)biphenyl-2,2′-diamine (L¹) and N²,N²′-bis[3-(2-nitrophenyl)allylidene]biphenyl-2,2′-diamine (L²) and copper(I) salt. These compounds were characterized by CHN analyses, ¹H NMR, IR, and UV-Vis spectroscopy. The C=N stretching frequency in the copper(I) complexes shows a shift to a lower frequency relative to the free ligand due to the coordination of the nitrogen atoms. The crystal and molecular structure of II was determined by X-ray single-crystal crystallography. The coordination polyhedron about the copper(I) center in the complex is best described as a distorted tetrahedron. A quasireversible redox behavior was observed for complexes I and II. The article is published in the original.     

金属元素组与血清白蛋白的竞争结合反应性能研究

利用亲和毛细管电泳（Affinitycapillaryelectrophoresis,ACE）法研究金属元素组和血清白蛋白（Bovineserumalbumin,BSA）的竞争结合反应性能。基于位点结合模型,构建双金属组[Zn²⁺,Cu²⁺]与血清白蛋白结合反应模型,建立多元金属组与生物大分子竞争结合的理论方程,测定结合参数并解析动力学机制。结果表明,金属元素组[Zn²⁺,Cu²⁺]与BSA发生竞争结合反应形成配合物Zn²⁺-BSA和Cu²⁺-BSA。依据有效淌度变化,通过建立的理论方程非线性拟合竞争结合反应的平均表观结合常数K_Zn²⁺-BSA=4.01×10⁴L·mol^-1、K_Cu²⁺-BSA=7.75×10⁴L·mol^-1。结合反应均为快平衡反应,Cu²⁺对Zn²⁺离子的结合作用有明显拮抗作用。分析ACE谱显示配合物的峰高与配体结合能力大小、配合物稳定性之间存在量效关系。     

AxMn1-xFe2O4铁氧体(A=Zn,Ni)中阳离子的占位有序化行为研究

基于尖晶石晶体结构信息,本文采用热力学三亚晶格模型,将材料热力学计算和第一性原理计算相结合,研究了Zn_xMn_(1-x) Fe_2O_4和Ni_xMn_(1-x)Fe_2O_4立方相中的Zn~(2+)、Ni~(2+)、Mn~(2+)以及Fe~(3+)在8a和16d亚晶格上的占位有序化行为。结果表明:在锰铁氧体中,室温下Mn~(2+)完全占据在8a亚晶格上,Fe~(3+)完全占据在16d亚晶格上,属于正尖晶石结构;随着热处理温度升高,在1 273 K达到热处理平衡时的占位构型为(Fe~(3+)0.09Mn~(2+)0.91)[Fe~(3+)1.91Mn~(2+)0.09]O_4,在热处理温度升至1 473 K时,达到热处理平衡时的占位构型为(Fe~(3+)0.11Mn~(2+)0.89)[Fe~(3+)1.89Mn~(2+)0.11]O_4,均与实验结果符合较好。在锌铁氧体中,室温下Zn~(2+)完全占据在8a亚晶格上,Fe~(3+)完全占据在16d亚晶格上,属于正尖晶石结构;在热处理温度较高时,Zn~(2+)和Fe~(3+)发生部分置换,符合实验结果。在镍铁氧体中,半数的Fe~(3+)在室温下占据在8a亚晶格上,Ni~(2+)与剩下另一半的Fe~(3+)共同占据在16d亚晶格上,仅在热处理温度较高的时候发生微弱变化,亦与已有的实验结果吻合。在此基础上,本文进一步通过热力学模型研究了立方相尖晶石结构的Zn_xMn_(1-x)Fe_2O_4、Ni_xMn_(1-x)Fe_2O_4复合体系中阳离子占位行为与热处理温度对占位的影响规律。