基于席夫碱的氟离子比色探针的合成及识别性能研究

设计合成了新型的席夫碱探针2-羟基-1-萘甲醛缩-2-吡啶甲酰腙(L),通过红外、质谱、核磁氢谱和碳谱,对其结构予以了表征。利用紫外-可见吸收光谱研究了探针分子L对不同阴离子(F~-,Cl~-,Br~-,I~-,NO_3~-,CH_3COO~-,HSO_4~-,H_2PO_4~-,ClO_4~-)的识别性能,结果显示在乙腈体系中探针L对F~-具有单一选择性识别作用,可以实现对氟离子的裸眼识别。由Benesi-Hildebrand方程(采用紫外滴定光谱计算)显示,探针L与F~-以1:2的化学计量比稳定结合,二者的结合比为1.37×10~9(mol/L)~(-2),检测限为0.319μmol/L。采用~1H-NM R滴定实验研究了探针分子与氟离子的结合机理,结果表明探针L与氟离子先形成氢键然后发生去质子化过程,分子内电荷转移(ICT)是导致探针分子L和F~-作用后紫外-可见吸收光谱红移及颜色变深的主要原因。     

一种用于测定F~-的比色和荧光增强型探针

本文利用F~-诱导Si-O键断裂原理,以亚胺香豆素为荧光母体,成功合成了一种比色和荧光增强型F~-探针。由于探针分子结构的自由度较大,探针分子在乙腈溶液中几乎没有荧光,但随着F~-的加入探针分子经历Si-O键断裂及成环反应,生成具有较大共轭结构的环化产物,其荧光光谱在452nm处呈现出显著的荧光峰(荧光增强46倍),溶液的最大吸收峰由315nm红移至410nm(红移95nm),溶液的颜色由无色变为黄色,适用于裸眼检测F~-。同时,相对于其他阴离子(Cl~-、Br~-、I~-、NO_3~-、HSO_4~-、ClO_4~-、Ac~-、H_2PO_4~-),探针分子表现出对F~-较高的选择性和专一性,为F~-浓度的监测提供了一种高效灵敏的分析方法。     

一种新型苯并咪唑-酰腙衍生物用于比色和荧光识别F~-和AcO~-

合成出了1个新的苯并咪唑-酰腙衍生物,N'-(2-羟基-1-萘基)亚甲基-2-[2-(4-甲基苯磺酰基甲基)-1H-苯并咪唑-1-基]乙酰肼(L),并利用IR,~1H NMR,~(13)C NMR,HRMS和元素分析对其结构进行了表征.利用裸眼、紫外-可见与荧光光谱研究了L对阴离子的识别性能.研究结果表明,向化合物L的CH_3CN溶液中加入F~-,Ac O~-和H _2PO_4~-后,溶液由无色变为亮黄色.在紫外灯下(λ=365 nm),加入F~-和AcO~-后,L的溶液发射出黄色荧光.表明化合物L可作为裸眼识别F~-,AcO~-和H_2PO_4~-的探针.紫外和荧光光谱实验结果显示,探针L可高选择性和高灵敏性识别F~-和AcO~-.探针L与F~-和AcO~-的结合常数(K_a)分别为4.25×10~3和2.96×10~4 L·mol~(-1),检出限(DL)分别为3.63×10~(-7)和8.51×10~(-8) mol·L~(-1).Job曲线和密度泛函理论(DFT)计算证明,探针L与F~-/AcO~-是1∶1配位.通过~1H NMR滴定确定了探针L与F~-/Ac O~-的络合机理.实验结果表明,化合物L可作为检测F~-和AcO~-的比色和荧光探针.     

一种新型比色荧光增强型探针识别氟离子

以2-苯基-1,2,3-三唑基-4-甲醛和1,3-二氨基硫脲为原料,通过缩合反应合成了一种新型的席夫碱化合物M1。在M1的DMSO溶液中加入F-时,溶液的颜色由无色变为黄色,同时荧光增强,而加入其它阴离子如Cl~-,CN~-,Br~-,I~-,H2_PO_4~-,HSO_4~-,Ac O~-,NO_3~-等时,M1的溶液颜色和荧光均未发生变化,通过Job's plot和1H NM R滴定等方法研究了M1选择性识别F-的机理。结果表明席夫碱化合物M1作为荧光探针可选择性的比色识别F~-,并且对F~-的检测限为0.26μmol/L。     

双(N-对氯苯甲酰基)N’-乙二胺硫脲的合成与阴离子识别研究

以PEG-400为相转移催化剂,在二氯甲烷溶剂中,以对氯苯甲酰氯、硫氰酸铵和乙二胺为原料,合成一种对称的双硫脲化合物双(N-对氯苯甲酰基)N’-乙二胺硫脲(化合物1)。产品经熔点、1H NMR、元素分析及IR光谱等手段进行了表征。利用紫外-可见吸收光谱考察了该硫脲化合物与CH_3COO~-、F~-、C1~-、Br~-、H_2PO_4~-等阴离子的识别作用,发现化合物1只对CH_3COO~-、F~-具有良好的选择性识别作用。实验表明化合物1与CH_3COO~-、F~-通过氢键形成1∶1的稳定配合物。     

二芳基三嗪类HIV-1逆转录酶抑制剂的分子对接及3D-QSAR研究

对40个二芳基三嗪类HIV-1逆转录酶抑制剂进行了分子对接研究,结果表明,2个疏水性芳香取代基团与结合口袋底部形成的疏水和范德华相互作用、三嗪环母核及其R4取代基与结合位点产生的氢键和静电作用以及R4取代基与袋口形成的空间位阻效应是影响该系列化合物活性的重要因素.根据对接优势构象进行分子叠合和比较分子相似性指数分析(C...     

一种硫脲受体的合成及其对阴离子识别的研究

设计合成了一种阴离子受体分子1,4-(4-硝基苯基)-1-(3-氧代-3,4-二氢喹喔啉)氨基硫脲。通过UVVis和荧光光谱考察了其与AcO~-,H_2PO_4-,F~-,Cl~-,Br~-和I~-之间的相互作用。当加入F~-时主体溶液由淡黄色变为蓝色,而当加入AcO-和H_2PO_4~-的时主体溶液由淡黄色变为紫色,而Cl~-、Br~-和I~-的加入主体溶液基本没有变化,可以实现对阴离子的裸眼识别。     

以香豆素为基用以识别氟离子的新型比色化学传感器

以香豆素作为发色团,胺基为氢键供体,以—C=N键桥连设计合成了可裸眼识别氟离子的化学传感器1,吸收光谱结果表明在乙腈中它可以高选择性识别氟离子,光谱红移70 nm,溶液颜色由橙色变为蓝紫色,而其它离子如Cl~-、Br~-、I~-、H_2PO_4~-、NO_3~-、HSO_4~-、AcO~-等均不影响其对氟离子的识别.通过核磁共振氢谱考察其识别机制,表明传感分子通过与F~-间的质子转移反应,使整个体系电子离域,分子内电荷转移更加显著,从而导致吸收光谱大幅红移.     

含二茂铁结构单元的阴离子受体的合成、表征及阴离子识别性能

通过Steglich酯化反应,利用二茂铁甲酸与2-羟基-3,6,7,10,11-五己氧基苯并菲反应,得到含有酯基二茂铁侧链的阴离子受体二茂铁甲酸-3,6,7,10,11-五己氧基苯并菲酯(R2-1),并通过红外光谱、核磁共振氢谱进行表征。利用电化学方法考察了R2-1与阴离子客体之间的相互作用。结果表明:R2-1在乙腈中对H_2PO_4~-、AcO~-和F~-有较好的识别效果,有明显的电化学信号。F~-与R2-1的结合主要依靠静电作用;AcO~-和H_2PO_4~-与R2-1的结合受到氢键和静电作用的双重影响,其中AcO~-与R2-1的结合,静电作用占主导地位,H_2PO_4~-与R2-1的结合,氢键占主导地位。     

三岔共轭体系的结构研究——2-苯甲酰噻吩的晶体结构和构象

用X射线单晶衍射法测定了标题化合物的晶体结构,并用PCILO方法进行了构象分析。C_(11)H_8OS属于正交晶系,空间群P2_12_12_1,a=11.945(4),b=10.236(7),c=7.649(4),Z=4,Dc=1.37g/cm~3。由于分子内存在空间位阻,分子骨架不呈平面状。噻吩环与羰基骨架平面的二面角(θ_1)为21°,苯环与其的二面角(θ_2)为32°。计算得到的最低能量构象与晶态构象一致。文中讨论了分子的形状、空间位阻、基团共轭能力对构象的影响和孤立态分子在整个构象空间的势能变化。     

用作pH传感器的偶氮水杨醛吖嗪的合成及其阴离子识别研究

本文设计合成了一种对硝基偶氮水杨醛吖嗪pH传感器S1。通过紫外可见分光光度法研究了传感器S1与八种不同阴离子的识别性能。通过向10%HEPES缓冲液(DMSO/HEPES=9∶1,V/V,pH=5.63)的S1中分别加入F~-、Cl~-、Br~-、I~-、AcO~-、SO_4~(2-)、NO_3~-、H_2PO_4~-等阴离子后,发现F~-、AcO~-、H_2PO_4~-的加入使得S1在584、614、622nm处的吸收峰增强,溶液颜色由淡黄色转变为蓝色,同时其它离子的加入无上述现象。Job曲线测定了S1与F~-、AcO~-、H_2PO_4~-的化学计量比均为1∶1,及最低检测限分别为0.39,2.60和12.5μM。通过布朗斯特酸碱反应及密度泛函理论计算说明S1与F~-、AcO~-、H_2PO_4~-之间可能是脱质子化作用。由此可见传感器S1在溶液体系中是一种颜色可调的可视化传感器。     

一种基于吗啉衍生物的Fe3+/Cu2+荧光探针

以9-蒽醛为荧光基团,吡唑和吗啉为识别基团,合成了一种荧光分子探针4-((3-(1-苯基-5-吡啶基-4,5-二氢-1H-吡唑-3-基)蒽-9-基)甲基)吗啉(L)。其结构经1H NMR、13C NMR表征,利用荧光发射光谱和紫外吸收光谱研究其离子识别性能。结果表明,探针L对Fe~(3+)和Cu~(2+)具有较强的选择性识别性能,荧光量子产率分别从0.47降到0.21和0.14;探针L的溶液颜色分别从淡黄色变为棕褐色和蓝色,裸眼可判断探针L选择性识别Fe~(3+)和Cu~(2+)。另外,根据Fe~(3+)、Cu~(2+)和H+不同组合时探针L的量子产率构建了分子水平上的三输入"NOR"逻辑门电路。     

基于杯[4]冠醚的1,3,4-噁二唑荧光探针的合成及对金属离子的识别

分别以2-苯基-5-(2-吡啶基)-1,3,4-噁二唑及2,5-二苯基-1,3,4-噁二唑为荧光基团,设计合成了基于杯[4]冠醚结构的荧光探针分子1a和1b;利用核磁共振氢谱(~1H NMR)、碳谱(~(13)C NMR)及高分辨质谱(HRMS)表征了其结构.采用紫外-可见光谱及荧光光谱考察了探针分子1a和1b对碱金属离子(Na~+,K~+,Cs~+)、碱土金属离子(Mg~(2+),Ca~(2+))及过渡金属离子(Mn~(2+),Co~(2+),Ni~(2+),Cu~(2+),Zn~(2+),Cd~(2+),Ag~+)的识别作用.结果表明,Na~+可使探针分子1a的二氯甲烷溶液荧光强度显著增强,K+和Cs~+对探针分子1a的荧光强度几乎无影响,而Ca~(2+)及所有过渡金属离子均可有效猝灭探针分子1a的荧光.探针分子1b对于碱金属离子的识别作用与探针分子1a相似,但其与过渡金属离子的络合作用弱于探针分子1a.根据核磁共振表征结果讨论了金属离子与荧光探针的络合位点.     

N-磷酰化肽酯及小肽与溶菌酶相互作用的ESI-MS研究

用ESI-MS研究了一系列结构具有可比性的N-磷酰化肽酯及小肽和溶菌酶的非共价相互作用, 比较了磷酰化肽酯及小肽分子中的不同基团对相互作用的影响. 结果表明—OH对其与溶菌酶的相互作用有较大贡献; 芳香环由于位阻原因, 对相互作用有促进和阻碍双重效应; 当—OH与芳香环相连时会发生协同效应, 可使相互作用显著增强. 磷酰化肽酯及小肽的体积大小、空间位阻对相互作用亦有显著影响. 磷酰化二肽中氨基酸残基的构型、顺序、碳链长短的变化(增加1～2个C)对其与蛋白溶菌酶之间的相互作用在质谱中没有表现出影响. 分子结构较为伸展、分子柔顺性好、空间位阻较小的磷酰化小肽更容易使蛋白在溶液中的构象趋于收缩, 而构象较为收缩的蛋白分子更易结合空间位阻较小的磷酰化小肽分子.     

Bay区取代苝二酰亚胺分子构型及聚集调控:邻位甲基位阻效应

设计并合成了2种苝二酰亚胺分子PBI1和PBI2,研究了bay区的苯氧基团邻位甲基取代对分子构型及分子聚集的影响.通过对单晶结构的分析,发现邻位甲基的引入明显影响苝二酰亚胺分子构型,使得4个苯氧基呈中心对称分布.由于甲基的空间位阻效应,有效地减弱了分子间π-π相互作用,从而提高了分子的溶解性与溶液加工成膜性.研究结果表明,在π共轭分子结构中的关键位置引入小的甲基取代基能够显著调控分子的聚集行为,有效减少光电材料分子中非光电活性(增溶性基团)的含量,对光电材料分子的设计合成具有重要的指导意义.     

罗丹明类比色探针的合成及在Cu~(2+)检测中的应用

以4-硝基水杨醛和罗丹明B酰肼通过缩合反应合成了探针分子Rb NS。在50%(V/V)的乙腈-水溶液中,加入Cu~(2+)后探针溶液由无色变为粉红色,554 nm处的吸收强度显著增强。罗丹明探针在Cu~(2+)诱导下螺内酰胺结构开环,并形成1:1的络合物。在Rb NS-Cu~(2+)络合物溶液中加入S~(2-),溶液粉红色褪去,表明Rb NS对Cu~(2+)的识别过程是可逆的。在实际水体样品中,探针Rb NS对Cu~(2+)的检出限为1.16×10~(-6)mol/L。     

基于罗丹明荧光信号报告基团的细胞通透性铜离子荧光探针

分别以罗丹明B和罗丹明6G为荧光信号报告基团,以增强水溶性为目的的羟乙基肼为修饰基团,合成了反应型的Cu_(2+)离子选择性荧光探针分子L1和L2.紫外光谱和荧光光谱等分析结果表明,探针分子L1和L2对Cu_(2+)离子具有高灵敏度、高选择性的光谱识别行为.探针分子对Cu_(2+)离子的识别过程是通过Cu_(2+)离子催化水解控制氧杂蒽荧光信号的螺环酰肼基团实现荧光信号的开启,从而达到识别检测Cu_(2+)离子的目的,对Cu_(2+)离子的检出限均可达到10-8mol/L量级.同时,探针分子对常见金属离子和铵离子均具有较强的抗干扰能力.由于羟乙基肼的引入增强了探针的水溶性,使得探针L1和L2具有良好的细胞通透性和低毒性,实现了其对β-胰岛细胞(INS-1细胞)中Cu_(2+)离子的荧光成像检测.     

吲哚-3-醛-邻硝基苯基半卡巴腙的阴离子识别

利用吲哚~-3~-醛和邻硝基苯基半卡巴肼设计合成了新型含内氢键的阴离子识别受体吲哚~-3~-醛~-邻硝基苯基半卡巴腙.利用核磁共振波谱、质谱和元素分析等手段对该受体进行了表征,利用荧光光谱滴定和核磁共振波谱滴定研究了该受体对Ac O~-,F~-,H_2PO~-_4,Cl~-,Br~-,I~-,HSO~-_4等阴离子的识别性能.结果表明,该受体与Ac O~-,F~-,H_2PO~-_4,Cl~-,Br~-,I~-,HSO~-_4的结合常数和结合比分别是6.98,1∶2;6.85,1∶2;5.40,1∶2;13.51,1∶2;6.34,1∶1;5.40,1∶1;2.88,1∶1.该受体由于具有内氢键,与具有适当体积、碱度的Cl~-很匹配,对Cl~-具有很强的结合能力和很高的选择性.     

基于有机小分子的焦磷酸根荧光探针研究进展

焦磷酸根(PPi)作为一种重要的生物功能阴离子在生命科学、环境科学、药物领域和化学过程等方面起着非常重要的作用.鉴于荧光分析具有操作简便、灵敏度高等突出优点,设计合成高效的PPi荧光探针成为近年来超分子化学研究的热点之一.综述了近年来PPi荧光识别与传感的多种设计策略与原理,主要包括基于荧光增强或淬灭型识别,激基缔合物识别,荧光指示剂置换,静电或氢键作用识别等.DPA-金属离子络合物,尤其是DPA-Zn2+络合物,作为识别基团对PPi有着显著的亲和性和选择性识别能力.DPA-Zn2+络合物与多种荧光团或者荧光指示剂组合而形成的化学传感体系已经被广泛应用于PPi荧光识别与传感.     

TiO2纳米晶电极上半菁衍生物分子设计中空间位阻效应的研究

设计合成了具有不同空间位阻的吡啶盐类和喹啉盐类半菁染料(E)-N-(4—磺酸 根丙基)-4-[2-4（4-N，N-二乙基氨基苯基）乙烯基]吡啶鎓盐（EPS），（E）-N-(4- 磺酸根丁基）-4-[2-(4-N,N-二乙氨基苯基）乙烯基]吡啶鎓盐（EPS4）和（E） -N-（4-磺酸根丁基）-4-[2-（4-N，N-二乙基氨基苯基）喹啉鎓盐（EQS4），研究了它们 的光物理性质，并将它们用作TiO2纳米晶电极的光敏化剂引入光电化学电池中。 研究发现:对于吡啶类半菁染料而言，无论是以三个亚甲基或是以四个亚甲基来连接 吸附基团RSO3^-和发色团时，单个的EPS和EPS4分子的光电响应行为一致．但是由于 以三个亚甲基来连接时，与EPS4相比，染料EPS的空间位阻相对较小，有利于其在 多孔膜上的吸附，最终结果是染料EPS对TiO2纳米晶电极的敏化作用好于EPS4．以喹啉 环为受电子基团的染料EQS4与同样含有四个亚甲基的以吡啶环为受电 子基团的EPS4相比，单个EQS4分子的光电响应行为虽然好于EPS4分子，但由于 EQS4分子间的空间位阻较大，影响了它在多孔电极上的吸附，致使其敏化的太阳能 电池的总光电转换效率有所下降．