硫杂蒽酮合成与应用研究

论文摘要

硫杂蒽-9-酮类化合物具有优良的光学性能,在紫外光固化材料、光引发剂等方面具有广泛的用途。鉴于此,作者合成了一系列的硫杂蒽-9-酮类化合物,并研究了它们的荧光性能。1、合成了42个化合物,其中24个为新化合物,对其进行了熔点、红外、紫外、核磁等表征；对化合物3进行了X-Ray单晶衍射分析,发现化合物为双分子体系,每个分子中存在3个平面,且3个平面几乎共面；分子中存在分子间氢键,使得整个分子形成一个网状三维结构。2、考察了不同因素对2,2’-二硫代二苯甲酸与苯系物反应体系的影响,选择硫磷混酸体系,机械搅拌,反应温度60℃～90℃；n二硫代水杨酸:V浓硫酸:m五氯化二磷:n 苯系物=1mmol:10mL:3g:6mmol为反应条件进行化合物1-13的合成,产率为50%～93%；对含有羟基的化合物进行衍生,得到了29个化合物。3、测定了化合物1～42的荧光量子产率。发现化合物1的4位上引入羟基时体系的荧光量子产率大大降低；化合物1的1位上引入羟基时体系的荧光量子产率为0,体系的乙醇溶液无荧光；当1、4位引入甲基或氯,体系荧光量子产率下降；在2位引入羟基或给电子基团时,体系的荧光量子产率增加；在2位引入吸电子基团,体系的荧光量子产率下降；当3位引入给电子基时,体系的荧光量子产率下降；2位引入的羟基被醚化或酰基化,体系的荧光强度进一步增加。4、对1位羟基进行醚化衍生,发现体系量子产率上升,验证了1位羟基的氢键作用对体系量子产率的影响。考察了1位含有羟基的化合物9、11、19、20荧光量子产率对酸碱的响应,进一步验证了1位羟基氢键对体系量子产率的影响。发现pH值在2～7之间时化合物9、11、19、20没有荧光发射光谱,当pH值大于8时其荧光强度有了明显的增加。当pH在10～12之间时,荧光强度达到一个最大值,最后荧光强度不变或略有下降,用pKa的测定及计算进行了解释。说明化合物9、11、19、20具有一定的酸碱光开关的作用,在pH<8时,荧光不出现,pH>8时荧光出现。5、考察了化合物9、11、19、20对Ag+、Bi3+、Hg2+、Pb2+、Cu2+五种金属离子的识别作用。发现化合物9对Ag+无识别作用,对Cu2+、Bi3+、Hg2+、Pb2+都存在识别作用,且对Cu2+的识别在4×10-7-2×10-6mol/L之间成线性,线性关系良好R2=0.9967,所以化合物9可以用作Cu2+的含量分析,Ag+不干扰测定,但是Bi3+、Pb2+干扰测定,CHg2+<10-6mol/L时不干扰测定,CHg2+>10-6mol/L时干扰测定,样品测量的平均回收率为101%,测量的RSD=3.30%；化合物11对Ag+、Bi3+、Hg2+、Pb2+无识别作用,对Cu2+存在识别作用,且对Cu2+的识别在1×10-6-5×10-6mol/L之间成线性,线性关系良好R2=0.9939,化合物11可以用作Cu2+的含量分析,Ag+、Bi3+、Hg2++、Pb2+不干扰测定,样品测量的平均回收率为102%,测量的RSD=1.00%；化合物19、20对Cu2+、Ag+、Bi3+、Hg2+、Pb2+均无识别作用。6、考察了化合物9、11、19、20与鲱鱼精DNA之间的相互作用,发现化合物9、11、19、20与鲱鱼精DNA之间可能不发生作用,或发生作用但是氢键不改变,因此不能用作鲱鱼精DNA的荧光识别试剂；进一步考察了改变化合物9、11、19、20的浓度,溴化乙锭（EB）与DNA体系荧光强度的变化,发现化合物9、11、19、20对EB与DNA体系的荧光具有增强作用,说明化合物9、11、19、20可使EB识别DNA的灵敏度提高,具有用作荧光探针增敏试剂的应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 硫杂蒽-9-酮类化合物的研究进展
• 1.1.1 硫杂蒽-9-酮类化合物的合成研究进展
• 1.1.2 硫杂蒽-9-酮类化合物应用研究进展
• 1.2 课题研究的内容与意义
• 第二章 硫杂蒽-9-酮类化合物的合成
• 2.1 引言
• 2.2 实验试剂与仪器
• 2.3 目标产物的合成方法
• 2.3.1 化合物1-10的合成
• 2.3.2 化合物11、12的合成
• 2.3.3 化合物13的合成
• 2.4 合成讨论
• 2.4.1 催化剂的选择
• 2.4.2 化合物的纯化及讨论
• 2.4.3 化合物3的晶体结构分析
• 2.5 小结
• 第三章 硫杂蒽-9-酮类化合物衍生化反应
• 3.1 引言
• 3.2 实验试剂与仪器
• 3.3 硫杂蒽-9-酮母环羟基的醚化衍生物的合成
• 3.3.1 化合物14～24的合成
• 3.4 硫杂蒽-9-酮吡唑衍生物的合成
• 3.4.1 化合物25、26、27、28的合成
• 3.5 硫杂蒽-9-酮噁二唑衍生物的合成
• 3.5.1 化合物29、30、31、32、33的合成
• 3.6 硫杂蒽-9-酮均三唑衍生物的合成
• 3.6.1 化合物34、35、36、37的合成
• 3.7 化合物34中活泼氨基的衍生化反应
• 3.7.1 化合物38的合成
• 3.7.2 化合物39、40、41、42的合成
• 3.8 化合物14～42的合成结果讨论
• 3.8.1 化合物25、26、27、28反应条件优化
• 3.8.2 化合物35、36、37、38合成方法讨论
• 3.9 小结
• 第四章 化合物荧光性能研究与应用
• 4.1 引言
• 4.2 实验试剂与仪器
• 4.3 分析实验
• 4.3.1 化合物1～42荧光量子产率测试实验
• 4.3.2 pH值对化合物9、11、19、20荧光量子产率影响实验
• 4.3.3 化合物9、11、19、20对金属离子的识别实验
• 4.3.4 化合物9、11、19、20对DNA的识别实验
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 化合物1～42的荧光量子产率测试结果与讨论
• 4.4.3 化合物9、11、19、20对金属离子的识别实验结果与讨论
• 4.4.4 化合物9、11、19、20对DNA的识别实验结果与讨论
• 4.5 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间论文发表情况
• 附录