用于铜、锌、铬等金属离子检测的荧光探针分子的合成

论文摘要

荧光探针法具有选择性好、灵敏度高、简便快捷等特点,近年来发展迅速,是目前常用的一种分析方法。目前金属离子的荧光化学探针的应用仍受到一些限制：如有的专一性不够,易受其它金属离子的干扰；有的水溶性不佳,必须在有机溶剂或有机溶剂与水组成的混合溶剂中使用；有的结构复杂、合成困难；有的膜渗透性能欠佳；有的激发波长在紫外区,应用于生物活体的检测受限制等。因此,优化荧光化学探针分子设计与合成,寻找选择性好、灵敏性高、激发波长、水溶性好并且性能优越的荧光化学探针,具有重要的理论意义和现实意义。本文设计、合成了一系列不同基团修饰的氮杂环化合物,研究了它们的荧光性能,初步探讨了它们在金属离子识别中的应用。1.合成了席夫碱类氮杂环化合物,并测试了它们的荧光光谱。研究了它们的在不同pH值溶液中的荧光光谱,初步探讨了它们在过渡金属离子识别中的应用。结果发现化合物3、6对于Cr3+响应都比较灵敏,但易受其它离子干扰：化合物3对于有Cu2+较好的识别能力,受其它离子的干扰小；化合物3在一定的酸度或碱度范围内,荧光强度均有显著变化。这一实验现象为设计新型的质子荧光探针提供了新的实验内容。2.合成了吡啶季铵盐类氮杂环化合物,并测试了它们的荧光光谱。研究了它们在不同pH值溶液中的荧光光谱,初步探讨了它们在过渡金属离子识别中的应用。结果发现,化合物4对于Cu2+、Zn2+、Co2+均有响应,尤其对Cu2+响应最灵敏,但易受其他离子干扰。以上实验现象,为进一步设计合成新型的Cu2+荧光探针提供了新的实验内容。3.合成了水杨醛修饰的氮杂环化合物,并测试了它们的荧光光谱。研究了它们在不同pH值溶液中的荧光光谱,初步探讨了它们在过渡金属离子识别中的应用。结果发现化合物4a荧光强度对于Cu2+、Cr3+都有明显增强,对于Ni2+,荧光强度有明显的猝灭。化合物5a的荧光强度,对于Co2+、Cu2+、Cr3+,均为显著猝灭；对于Zn2+、Hg2+均为增强,对Zn2+响应的灵敏度高于Hg2+。化合物4b的荧光强度对于Zn2+、Cu2+均为猝灭,其中,Zn2+响应灵敏,但易受Cu2+的干扰；化合物4a在一定的酸度和碱度范围内,荧光强度均有显著变化。4.合成了乙二胺修饰的氮杂环化合物,并测试了它们的荧光光谱。研究了它们在不同pH值溶液中的荧光光谱,初步探讨了它们在过渡金属离子识别中的应用。结果发现化合物5a的荧光强度,在一定的酸度范围内,发生显著变化,这一实验现象为设计新型的质子荧光探针提供了新的实验内容；化合物6a的荧光强度对于Cr3+有明显增强。这一实验现象为设计新型的Cr3+荧光增强型探针,提供了新的实验内容。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 含氮稠杂环类荧光分子在分子识别中的应用（绪言）
• 1.1 荧光发射光谱
• 1.2 环境因素对荧光性质的影响
• 1.2.1 氢键的影响
• 1.2.2 溶剂的影响
• 1.3 分子识别
• 1.4 荧光探针
• 1.5 荧光分子探针的作用原理
• 1.5.1. 光诱导电子转移类荧光探针（photoinduced electrontransfer,PET）
• 1.5.2 分子内共轭电荷转移类（intramolecular charge transfer,ICT）
• 1.5.3 扭曲的分子内电荷转移（twisted intramolecularcharge transfer,TICT）
• 1.5.4 荧光共振能量转移类（fluorescence resonance energy transfer,FRET）
• 1.5.5 激基缔合物（excimer）
• 1.6 各种荧光探针简介
• 1.6.1 识别锌离子的荧光探针
• 1.6.2 识别铜离子的荧光探针
• 1.6.3 识别铬离子的荧光探针
• 1.6.4 识别镍离子的荧光探针
• 1.6.5 识别pH的荧光探针
• 1.7 本研究的指导思想和主要内容
• 1.8 参考文献
• 第二章 席夫碱类氮杂环化合物的合成及其荧光性质的研究
• 2.1 中氮茚类席夫碱化合物的合成
• 2.1.1 引言
• 2.1.2 实验部分
• 2.1.2.1 仪器和试剂
• 2.1.2.2 制备路线
• 2.1.2.3 合成路线
• 2.1.3 化合物3的分析实验
• 2.1.3.1 化合物3的紫外-可见吸收光谱
• 2.1.3.2 化合物3的荧光光谱的pH值效应
• 2.1.3.3 金属离子对化合物3荧光光谱的影响
• 2.1.4 小结
• 2.2 苯并咪唑类席夫碱化合物的合成及其荧光性质的研究
• 2.2.1 引言
• 2.2.2 实验部分
• 2.2.2.1 仪器和试剂
• 2.2.2.2 合成路线
• 2.2.2.3 合成过程
• 2.2.3 分析实验
• 2.2.3.1 化合物6的紫外-可见吸收光谱
• 2.2.3.2 化合物6的荧光光谱的pH值效应
• 2.2.3.3 金属离子对化合物6荧光光谱的影响
• 2.2.4 小结
• 2.3 本章小结
• 2.4 参考文献
• 第三章 吡啶季铵盐类中氮茚衍生物的合成及其荧光性质的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器和试剂
• 3.2.2 制备路线
• 3.2.3 合成过程
• 3.3 分析实验
• 3.3.1 化合物4的紫外-可见吸收光谱
• 3.3.2 化合物4的荧光光谱的pH值效应
• 3.3.3 金属离子对化合物4荧光光谱的影响
• 3.4 本章小结
• 3.5 参考文献
• 第四章 水杨醛修饰的氮杂环化合物的合成及其荧光性质研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器和试剂
• 4.2.2 制备路线
• 4.2.3 合成过程
• 4.3 分析实验
• 4.3.1 化合物4a荧光光谱的pH值效应
• 4.3.2 化合物5a紫外-可见吸收光谱
• 4.3.3 化合物5a荧光光谱的pH值效应
• 4.3.4 金属离子对化合物5a荧光光谱的影响
• 4.3.5 化合物4b紫外-可见吸收光谱
• 4.3.6 化合物4b荧光光谱的pH值效应
• 4.3.7 金属离子对化合物4b荧光光谱的影响
• 4.4 本章小结
• 4.5 参考文献
• 第五章 乙二胺修饰的氮杂环化合物的合成及其荧光性质的研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 仪器和试剂
• 5.2.2 合成路线
• 5.2.3 合成过程
• 5.3 化合物5a的分析实验
• 5.3.1 化合物5a的紫外-可见吸收光谱
• 5.3.2 化合物5a的荧光光谱的pH值效应
• 5.4 化合物6a分析实验
• 5.4.1 化合物6a紫外-可见吸收光谱
• 5.4.2 化合物6a的荧光光谱的pH值效应
• 5.4.3 金属离子对化合物5a的荧光光谱的影响
• 5.5 本章小结
• 5.6 参考文献
• 全文总结和展望
• 致谢