1,8-萘啶衍生物的结构、光物理性质及其应用

1,8-萘啶衍生物的刚性平面氮杂环结构使其具有丰富的光物理性质,因而在金属离子识别、配位化学等方面有着广泛的应用. 许多1,8-萘啶衍生物还具有独特的生理活性,并应用于临床治疗,这为该类化合物在生物医学领域中的研究和应用奠定了基础. 本文简要介绍了1,8-萘啶衍生物的结构特点及近期的研究进展.     

新型罗丹明B类荧光探针的合成及其对Fe3+识别研究

以罗丹明B和间氨基吡啶缩合反应得到新型罗丹明B衍生物L1,并用1H NMR,IR,HRMS-ESI及X射线对其结构进行了确证.通过荧光光谱法研究了目标物L1在水溶液中与金属离子的识别特性.结果表明目标物L1作为荧光探针可选择性的比色识别Fe3+,并且受常见离子的干扰较小.探针L1的荧光强度与Fe3+浓度(1×10-6~9×10-6 mol/L)呈较好的线性关系.     

咪唑[1,5-a]吡啶型离子液体的合成及分子识别性能

以联苯胺为原料,通过三组份串联反应一步合成咪唑[1,5-a]吡啶型离子(L),其结构经1H NMR,13C NMR,IR和X-射线单晶衍射表征。利用荧光光谱研究了L在乙腈中对对苯二甲酸(A1)、4,4'-联吡啶(A2)、吡啶(A3)、丙二酸(A4)、1,8-二氨基萘(A5)等分子的识别性能。结果表明,L对对苯二甲酸具有选择识别性能。     

2-溴代1,8-萘啶衍生物的合成

以2-羟基-1,8-萘啶衍生物为原料,POBr3为溴化剂,通过简单高效的一步反应合成得到5个2-溴代1,8-萘啶衍生物,分别为2-溴-7-甲基-1,8-萘啶(L1)、2-溴-7-溴甲基-1,8-萘啶(L2)、2-溴-5,7-二甲基-1,8-萘啶(L3)、2-溴-5-甲基-7-溴甲基-1,8-萘啶(L4)和2-溴-5,7-二溴甲基-1,8-萘啶(L5).反应在高温或延长反应时间下易发生自由基取代反应,通过对影响2-溴代1,8-萘啶产物产率的反应条件(反应温度、反应时间、有无自由基猝灭剂)进行优化,得出各2-溴代1,8-萘啶衍生物的最优合成条件.L1和L3的最佳合成条件为60℃反应10min,若高温或延长时间反应,可加入FeCl3或四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)抑制自由基以保证产率;L2的最佳合成条件为80℃反应30min,L4的最佳条件为100℃反应20min,L5的最佳条件为100℃反应30min.优化条件下,各产物产率分别可达62.3%,67.5%,64.2%,56.9%和47.3%.     

2-氨基/乙酰氨基-7-溴-1,8-萘啶衍生物的合成

以2-氨基/乙酰氨基-7-羟基-1,8-萘啶为原料和POBr3反应,简单高效合成得到六个7-溴代1,8-萘啶衍生物L1-L6。反应在较高温度或延长反应时间下易产生自由基取代反应,通过对影响2-溴代1,8-萘啶产物产率的反应条件(反应温度、反应时间、有无自由基猝灭剂)进行优化,得到各7-溴代1,8-萘啶衍生物的最佳合成条件。化合物L1、L2、L3、L5的最佳合成条件为60℃(10min),若高温或延长时间反应,可加FeCl_3抑制自由基以保证产率;化合物L4、L6的最佳条件为100℃(30min)。优化的条件下,各7-溴代1,8-萘啶衍生物产率分别为57.2%、61.5%、56.8%、46.8%、62.7%和53.8%。     

新型二茂铁噻唑和咪唑衍生物的合成及其对Fe~(3+)的选择性识别

设计合成了5个新型二茂铁噻唑和咪唑衍生物,其特点是二茂铁共轭单元与杂环共轭单元之间用羰基亚甲基(COCH_2)相连.以二茂铁为原料,经氯乙酰化反应生成氯乙酰基二茂铁(1a),1a分别与不同的杂环化合物(2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并咪唑、咪唑和苯并咪唑)反应生成相应的四种新化合物;二茂铁经乙酰化、溴代反应生成1,1'-二(溴乙酰基)二茂铁(1b),1b与2-巯基苯并噻唑反应生成1,1'-二茂铁二[(2-苯并噻唑-2-硫基)-1-乙酮](2e).五种新化合物的结构都经~1HNMR,~(13)CNMR,ESI-MS,HRMS和IR确认,并得到3个化合物的X射线单晶结构.利用紫外-可见光谱研究了5个新化合物对14种金属离子的识别性质,发现这5个化合物只对Fe~(3+)离子具有离子识别作用,其中2a具有最大的吸收光谱响应.     

一氧化氮荧光分子探针

一氧化氮（NO）在生物体中扮演重要的角色,对其选择性识别引起了人们极大的兴趣。本文综述了两类NO荧光分子探针的研究进展,即含金属离子的NO荧光分子探针：如Co(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)、 Ru(Ⅱ)、Rh(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)配合物作为荧光打开的NO分子探针;邻苯二胺类荧光分子探针：如2,3-二氨基萘（DAN）、二氨基荧光素衍生物（DAFs）、二氨基罗丹明衍生物（DARs）、硼二吡咯甲基衍生物（BODIPY）和三碳菁衍生物（DAC）等。     

高灵敏度和选择性的氨基安替比林基希夫碱对Fe2+的识别

以4-氨基安替比林与2-(4-甲基吡啶)-2-异烟酸醛缩合反应得到新型安替比林衍生物(E)-1,5-二甲基-4-((2-(4-甲基吡啶-2-基)吡啶-4-基)亚甲基氨基)-2-苯基-1,2-二氢吡唑-3-酮(L),并对其光学、金属离子选择性识别性能和单晶结构进行了研究。发现L在水-乙醇(9∶1,V/V)溶液中,能选择性比色和肉眼识别Fe~(2+),且受常见金属离子的干扰较小。用Job法得到Fe~(2+)与L的化学计量比为1∶3([FeL_3]~(2+)),配合物的缔合常数为3.70×1021 L3·mol-3,检测限为0.094μmol·L~(-1)。结果表明,化学传感器L可作为一种有选择性、灵敏的Fe~(2+)比色传感器。     

一种萘酰亚胺-罗丹明衍生物的合成、聚集诱导荧光增强及其双通道荧光探针性能

合成了一种萘酰亚胺-罗丹明新型荧光探针N,N'-罗丹明内酰乙氨基-4-吡啶乙烯基-1,8-萘酰亚胺(PNRh),并通过核磁氢谱、核磁碳谱及高分辨质谱结构表征.测定了PNRh的固体、乙醇和水的混合溶液中的荧光光谱,实验发现暗室中紫外灯下固体PNRh发出亮黄色荧光,最大发射波长为592 nm.在乙醇和水的混合溶液中,随着含水量的增加,荧光逐渐增强,当含水量达到100%时,荧光强度最大,溶液则由微弱的蓝色荧光变为暗红色的荧光.研究了荧光分子PNRh对金属离子Hg2+和Cr3+的选择性识别.实验发现PNRh具有聚集诱导荧光增强的性质,可实现对Hg2+和Cr3+的比率和双通道识别,是一种优良的Hg2+和Cr3+检测荧光探针.     

离子液体中二茂铁甲酸芳香酯的合成研究

在“绿色溶剂”——室温离子液体中, 采用二环己基碳二亚胺/4-二甲氨基吡啶(DCC/DMAP)进行二茂铁甲酸芳香酯的合成研究, 反应条件温和, 简单方便, 产率高, 该反应具有环境友好的特点.     

乙酰基二茂铁苯并噻唑探针对Al~(3+),Cr~(3+),Fe~(3+)识别性能的研究

以二茂铁甲醛为起始原料,与邻氨基苯硫酚进行环合反应,得到产物2-二茂铁基苯并噻唑,然后进行乙酰化反应,最终得到2-(1'-乙酰基二茂铁基)苯并噻唑(Fc SO)探针分子.谱学表征和X射线单晶衍射分析证实了探针FcSO的晶体和分子结构.通过紫外可见光谱、荧光光谱和电化学分析三种分析方法,详细研究了探针FcSO对溶液中三价金属离子Al~(3+), Cr~(3+), Fe~(3+)的识别性能.研究结果表明,三种分析方法均能对特定三价金属离子进行有效识别,荧光分析方法抗干扰能力较强,对三价金属离子Al~(3+),Cr~(3+),Fe~(3+)的最低检测限分别是7.456×10~(-6),3.72×10~(-6)和1.35×10~(-5)mol/L. 1H NMR研究结果表明,探针FcSO分子结构中的乙酰基、二茂铁基和苯并噻唑基在识别三价金属离子Al~(3+),Cr~(3+),Fe~(3+)过程中均发挥了重要作用.     

“A-C≡C-TTF-C≡C-A”型四硫富瓦烯衍生物的合成与性质研究

四硫富瓦烯及其衍生物是性能优良的电子给体.本文利用Sonogashira反应将吡啶基团连接在四硫富瓦烯单元上,合成了"A-C≡C-TTF-C≡C-A"型四硫富瓦烯共轭体系衍生物4,4′(5′)-二-(4-吡啶乙炔基)-四硫富瓦烯(TTF4N).吸收光谱、电化学和Pb2+配位键合研究表明,三键作为桥基能够有效实现分子内的电荷转移.金属Pb2+离子与吡啶基团的配位能够引起TTF4N的吸收光谱、核磁氢谱和电化学性质的显著变化.     

金属离子对一种分子内电荷转移荧光探针与牛血清白蛋白相互作用的影响

采用荧光光谱法研究了Fe~(3+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)三种离子对1-酮-2-(对二甲氨基苯亚甲基)-四氢萘与牛血清白蛋白相互作用的影响.三种金属离子分别存在时能增强1-酮-2-(对二甲氨基苯亚甲基)-四氢萘对牛血清白蛋白的猝灭作用及二者的结合作用,使体系的猝灭常数及结合常数增大,且影响顺序为Fe~(3+)>Cu~(2+)>Pb~(2+).实验表明金属离子对蛋白质在物质的贮存、运转、代谢等方面有重要意义.     

一种1,8-萘酰亚胺Cr~(3+)离子荧光探针的研究

以4-硝基-1,8-萘酐、N,N-二甲基乙二胺为主要原料合成了一种荧光探针:4-(2′-N,N-二甲基氨基乙基)氨基-N-(2-N,N-二甲基氨基)乙基-1,8-萘酰亚胺(DDN)。研究了其紫外可见吸收和荧光发射光谱。考察了Fe3+,Cr3+,Mn2+,Ni2+,Zn2+,Cu2+和Co2+离子对该化合物荧光发射光谱的影响,结果表明Cr3+离子能使DDN荧光显著增强。滴定实验结果推测DDN与Cr3+的结合比为1∶2。在DDN浓度为1.0×10-5mol/L时,Cr3+浓度在5.0×10-7~2.0×10-5mol/L范围内,DDN荧光强度(F)与Cr3+离子浓度[Cr3+]呈良好的线性关系,线性方程为F=9430.3527+14600.2973[Cr3+],相关系数r=0.9976。检测限为4.3×10-7mol/L。     

二茂铁-离子液体修饰碳糊电极的研制

以室温离子液体N-辛基吡啶六氟磷酸盐为粘合剂与二茂铁和石墨粉相混合制备了一种新型二茂铁-离子液体修饰碳糊电极。以该电极为工作电极,采用循环伏安法、计时安培法研究了多巴胺(DA)在该糊电极上的电化学行为。实验结果表明:该电极在pH 5.0的乙酸-乙酸钠缓冲溶液中,外加电压0.8 V条件下,灵敏度最高。电流增量与DA浓度在1.0×10-5～1.0×10-3 mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为5.0×10-6 mol/L(S/N=3)。     

基于2-脲基-4[1氢]-嘧啶酮AADD四氢键体系的光谱行为研究

基于互补型四氢键体系缔合常数大、稳定性高的特点,本论文设计合成了一系列2-脲基-4[1氢]-嘧啶酮的衍生物分子,N-[(正丁基氨基)甲酰基]- 5-(9-蒽甲基)-6-甲基异胞嘧啶(An-MeUP)、N-[(正丁基氨基)甲酰基]-5-(β-萘甲基)-6-甲基异胞嘧啶(NaMeUP)、N-[(正丁基氨基)甲酰基]-6-(4-二甲氨基)苯基异胞嘧啶(DMAUP),发现这类分子在二氯甲烷或氯仿溶液中通过AADD四氢键作用形式存在.稳态和时间分辨技术揭示出2-脲基-4 [1氢]-嘧啶酮的衍生物分子具有丰富的光谱性质,能对光、质子、氟离子等外界的刺激产生高灵敏度的响应,为进一步开发其在超分子化学中的应用打下基础.     

金属卟啉与过渡金属盐分步催化四氢萘合成α-四氢萘酮及反应机理

对以四氢萘为原料制备α-四氢萘酮的工艺进行了研究. 反应分两步进行: 首先以金属卟啉为催化剂催化空气氧化四氢萘,得到主要成分为α-四氢萘过氧化氢和α-四氢萘酮的氧化产物;然后以过渡金属盐为催化剂,将氧化产物中的α-四氢萘过氧化氢定向分解为α-四氢萘酮. 结果表明,四氢萘的金属卟啉催化氧化产物主要是α-四氢萘过氧化氢和α-四氢萘酮,仅得到微量的α-四氢萘醇. 含过渡金属CuⅠ和FeⅡ离子的盐类可以高选择性地将四氢萘氧化产物中α-四氢萘过氧化氢定向转化为α-四氢萘酮, FeⅡ离子的活性最高. 详细考察了不同金属卟啉及其浓度、温度对催化氧化四氢萘的影响;考察了不同金属离子及其浓度、温度对分解过程的影响. 对金属卟啉的催化氧化机理及过渡金属离子分解α-四氢萘过氧化氢机理进行了探讨.     

基于1,1’-(1,5-萘二基)双(3-(3-吡啶基)脲)Hg(Ⅱ)配合物的合成及晶体结构

将1,5-二氨基萘和3-吡啶异氰酸酯在甲苯中加热回流得到双吡啶脲类配体L(1,1’-(1,5-萘二基)双(3-(3-吡啶基)脲)),然后,将配体与Hg I2进行配位反应,得到配合物{[Hg(L) I2]·2DMF}n,并用元素分析、FT-IR、X-射线单晶衍射、粉末衍射对其进行了表征。结果表明,配合物属于单斜晶系,P21/c空间群,每个Hg(Ⅱ)离子的配位环境均为扭曲四面体,每个配体L通过其两端的2个氮原子同2个金属离子配位桥联形成一维"之"字链结构(CCDC:1851921)。     

几种4-氨基吡啶衍生物的多级质谱裂解途径

为获得高效的海洋生物毒素河豚毒素(TTX)解毒剂,合成了一系列4-氨基吡啶类衍生物N-二异丙基磷酰化氨基酸-N-4-氨基吡啶;研究了N-二异丙基磷酰化氨基酸-N-4-氨基吡啶的多级质谱(ESI-MS/MS)裂解方式;提出了碎片离子m/z=95的裂解途径,并推测了其重排机理.结果表明,该类化合物具有相同分子量的碎片离子c/c′,是由两种母离子a或b离子裂解得到的.通过在吡啶环上引入氯原子可证实该裂解途径;而碎片离子m/z=95源于离子重排.     

化妆品及保健品中Cr3 和Cr6 的柱后衍生-离子色谱法测定

建立了化妆品和保健品中Cr3 、Cr6 的柱后衍生-离子色谱检测法.样品中的铬经柱前络合为2,6-嘧啶二羧酸铬,柱后衍生为1,5二苯碳酰二肼铬,于520nm波长检测.优化了衍生反应条件,提高了检测灵敏度,Cr3 和Cr6 方法检出限(LODs,3σ)分别为0.12、0.011mg/kg.样品加标回收率为89%～108%,重复性好.共存离子Fe2 、Fe3 、Pb2 、Cu2 、Al3 、Zn2 、Hg2 等,以及常见有机物均不干扰测定.