香豆素衍生物荧光分子探针的合成及性能研究_毕业设计论文(编辑修改稿)

香豆素衍生物荧光分子探针的合成及性能研究_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

nm 红移到 452nm，肉眼观察到由无色变为黄色，且其它金属离子不存在这种效应。 本研究工作的主要内容及意义 虽然 基于香豆素类构造的荧光分子探针用于金属离子识别 ，但 由于 合成方法复杂、收率低、检测条件苛刻等，而且还有一部分 香豆素类化合物的衍生物 荧光分子探针的研究进展还不丰富。 因此人们一直在努力设计、合成新型荧光分子探针，以满足各种不同的研究需要。 根据荧光分子探针识别的基本原理，结合本组相关研究 取得的积累，主要进行了 香豆素类 荧光分子探针的设计、合成及性能的研究。 由于近年来香豆素类化合物作为荧光分子探针的识别基团得到了广泛应用；而且 香豆素 荧光 基团 具有荧光量子产率高、荧光发射波长适中、斯托克斯 (Stocks)位移大、光稳定性好、分子易于修饰等优点，在荧光染料、激光材料、光电转换材料、荧光标记、荧光探针等方面都得到了广泛应用，因此本实验中选用该荧光团。 本论文的研究工作是根据荧光分子探针的基本作用原理，结合前人的工作，主要进行香豆素衍生物类金属离子荧光分子探针的合成及识别性能研究。 齐齐哈尔大学毕业设计 (论文 ) 11 第 2 章 实验 部分 实验药品与仪器 实验药品 实验所用试剂与原料如下表 21 表 21 试剂及原料一览表 药品名称 分子式 纯度级别 生产厂家 二氯甲烷 CH2Cl2 分析纯 (AR) 天津市凯通化学试剂有限公司 氯仿 CHCl3 分析纯 (AR) 天津市凯通化学试剂有限公司 乙酸乙酯 CHCOOCH2CH3 分析纯 (AR) 天津市凯通化学试剂有限公司 甲醇 CH3OH 分析纯 (AR) 天津市凯通化学试剂有限公司 乙腈 CH3CN 分析纯 (AR) 天津市凯通化学试剂有限公司 吡啶 C5H5N 分析纯 (AR) 中国医药 (集团 )上海化学试剂公司 无水乙醇 CH3CH2OH 分析纯 (AR) 天津市凯通化学试剂有限公司 C8,5603 C10H6O4 分析纯 (AR) Aldrich Chemical Company 氯化亚砜 SOCl2 分析纯 (AR) 国药集团化学试剂有限公司 无水哌嗪 C4H10N2 分析纯 (AR) 国药集团化学试剂有限公司 乙二胺 C2H8N2 分析纯 (AR) 天津市凯通化学试剂有限公司 无水硫酸钠 Na2SO4 分析纯 (AR) 天津市凯通化学试剂有限公司 碘化钾 KI 分析纯 (AR) 天津市凯通化学试剂有限公司 1,3丙二胺 (CH2)3N2H4 分析纯 (AR) 天津市凯通化学试剂有限公司 氯乙酰氯 ClCH2CClO 分析纯 (AR) 天津市凯通化学试剂有限公司 DIPEA C8H19N 分析纯 (AR) ACROS ORGANICS 三乙胺 (C2H5)3N 分析纯 (AR) 天津市凯通化学试剂有限公司 喹啉 C9H7N 分析纯 (AR) 上海金山亭新化工试剂厂 氯化亚锡 SnCl2H 2O 分析纯 (AR) 国药集团化学试剂有限公司 氨水 NH4OH 分析纯 (AR) 哈尔滨市化工试剂厂 30%盐酸 HCl 分析纯 (AR) 哈尔滨市化工试剂厂 硫酸 H2SO4 分析纯 (AR) 长春化学试剂厂 硝酸钠 NaNO3 分析纯 (AR) 天津市凯通化学试剂有限公司 氢氧化钠 NaOH 分析纯 (AR) 天津市风船化学试剂有限公司 氮气 N2 分析纯 (AR) 黎明气体 柱色谱硅胶 分析纯 (AR) 青岛海洋化工厂 齐齐哈尔大学毕业设计 (论文 ) 12 实验 仪器 实验所用主要仪器如下表 22 表 22 主要仪器一览表 仪器名称 型号 生产厂家 磁力加热搅拌电热套 841 山东省 鄄城新华电热仪器厂 平板式磁力搅拌器 781 杭州仪表电机厂 磁力加热搅拌器 79HW 江苏省金坛医疗仪器厂 显微熔点测定仪 X6 北京泰克仪器公司 手提式紫外观测灯 UV5 北京智源生物技术研究所 循环水真空泵 SHZⅢ B 浙江临海市精工真空设备厂 循环水式多用真空泵 SHZCD 河南巩义市英峪予华仪器厂 电子天平 BS200SWEI 北京赛多利斯仪器系统有限公司 电热鼓风干燥箱 101O 黄骅市航天仪器厂 箱式电阻炉 RJX413 天津华北实验电炉厂 电 阻炉温控仪 DRZ6 天津华北实验电炉厂 旋转蒸发器 RE52AA 上海亚荣生化仪器厂 玻璃仪器气流烘干器 KQB 巩义市英峪予仪器厂 超声波清洗器 SK2200H 上海科导超声仪器有限公司 超声波振荡器 SK2200P 上海科导超声仪器有限公司 电子分析天平 BS210S 北京赛多利斯天平有限公司 标准型 pH 计 PB20 Sartorius 荧光分光光度计 F4500 Hitachi 公司 紫外 可见光分光光度计 TU1901 北京普析通用仪器有限责任公司 超声波振荡器 SK2200P 上海科导超声仪器有限公司 石英自动双重纯水蒸器 1810B 型 江苏金坛 超声波清洗器 HK5200 上海汉克科学仪器有限公司 实验操作 SHK1 的合成： O OC O O HS O C l 2P y r i d i n e O OC O C lNN H 2NP y r i d i n eNN H CNOOO 齐齐哈尔大学毕业设计 (论文 ) 13 (1) 香豆素 3酰氯的合成：称取 1002mg()香豆素 3甲酸于圆底烧瓶，先加入 5mL 的氯化亚砜，再加入 3~4 滴吡啶，加热回流 6 小时后，减压蒸除过量的氯化亚砜，经石油醚重结晶得乳黄色晶体得到 879mg。 产率为 88%， ~145℃。 (2) SHK1 的合成：合成的香豆素 3甲酰氯 93mg()溶于 20mL 二氯甲烷中移入恒压滴管内；称量 103mg()2吡啶 8 氨基喹啉、 49mg()吡啶溶于 10mL 二氯甲烷中。 向上述溶液于 内 滴加香豆素 3甲酰氯溶液，滴加完毕后再搅拌 1h 后，减压浓缩溶液 ， 柱分离 (CHCl3/AcOEt=10： 1(v/v)， Rf=)， 收率为 %，~℃。 1HNMR (400 MHz, DMSOd6) δ (*106): (s, 1H), (d, J = , 1H), (s, 1H), (d, J = Hz, 1H), (d, J = , 1H), (d, J = , 1H), (d, J = , 1H), (t, J = , 1H), (t, J = , 1H), (t, J = Hz, 1H). SHK2 的合成： OC O C lOH 2 N N H 2OC O N HON H C OOOC H C l 3 称量 182mg()上述实验中已合成的香豆素 3甲酰氯溶 于 10mL 氯仿中，冰浴下与 26mg()乙二胺反应，搅拌 ，室温下搅拌 1h后停止反应。 浓缩溶液，柱分离 (CHCl3/AcOEt=30:1)(v/v)， Rf=)，收率为 %， ~℃。 1HNMR (400 MHz, DMSOd6) δ (*106): (s, 1H), (s , 2H), (d, J = , 2H), (t, J = Hz, 2H), (t, J = , 2H), (d, J = , 2H), (t, J = Hz, 4H). SHK3 的合成： NNN H 2C l C H 2 C O C lP y r i d i n e NNN HC lH N N HK I 、 D I P E A 、 C H 3 C N NNN HONON H (1) 2吡啶 8乙酰氯基喹啉：将 118mg()2吡啶 8氨基喹啉、 83mg()吡啶溶于 20mL 二氯甲烷中，冰浴下 内滴加氯乙酰氯溶液， 搅拌 ,室温下搅拌2h 后停止反应。 浓缩溶液，柱分离 (CHCl3/AcOEt=20:1)(v/v)， Rf=)，收率为 %。 (2) 2吡啶 8乙酰哌嗪基喹啉： 将 105mg()2吡啶 8乙酰氯基喹啉溶于20mL 乙 腈 中 ， 分 别 加 入 626mg() 无 水 哌 嗪 、 13mg 碘 化 钾 、89mg()DIPEA，氮气保护下加热回流 8h 后停止反应。 浓缩溶液，柱分离(CHCl3/CH3OH=5:1)(v/v)， Rf=)，收率为 %。 齐齐哈尔大学毕业设计 (论文 ) 14 OC O C lOC H C l 3 , R T , 2 hNNN HNON HNNN HNON COOO (3) SHK3：将 (2)中所得产物 110mg()、 ()香豆素 3甲酰氯溶 于 三 氯 甲 烷 中 ， 室 温 下 搅 拌 2h 后 停 止 反 应。 将 溶 液 浓 缩 ， 柱 分 离(CHCl3/CH3OH=30:1)(v/v)， Rf=)，收率为 %， . 1HNMR (400 MHz, DMSOd6) δ (*106): (s, 1H), (t, J = , 1H), (d, J = Hz, 1H), (d, J = Hz, 1H), (d, J = , 1H), (d, J = , 1H), (s, 1H), (t, J = , 1H), (t, J = , 1H), (d, J = Hz, 1H), (t, J = Hz, 1H), (t, J = Hz, 1H), (d, J = , 1H), (d, J = Hz, 1H), (t, J = Hz, 1H). SHK4 的合成： OC O C lON H 2 ( C H 2 ) 2 N H 2 / ( C H 3 ) 3 NC H 2 C l 2 , 2 h OC O N HON H 2 (1) 香豆素酰胺：将 894mg()乙二胺、 1544mg()三乙胺溶于 20mL二氯甲烷中，冰 浴下 小时内滴加溶于 10mL 二氯甲烷的 103mg()香豆素 3甲酰氯溶 液，搅 拌 1h， 室温下 搅拌 2h 后停止 反应。 浓缩溶 液，柱 分离(CHCl3/CH3OH=10:1)(v/v)， Rf=0..)，收率为 %。 OC O N HON H 2 C H ON H C O C H 3C 2 H 5 O H , 7 0 ~ 8 0 ℃ , 3 h OC O N HON C H NN H C O C H 3 (2) SHK4：称量 96mg()香豆素酰胺、 73mg()2醛基 8乙酰胺基喹啉溶于 25mL 无水乙醇中，在氮气保护下加热回流 3h 后停止反应。 将溶液浓缩，柱分离 (CHCl3/AcOEt=20:1)(v/v)， Rf=)，收率为 46%， ~148℃。 识别性能测定 溶液的配置 (1)SHK1 母液的配制：准确称取 SHK1 于 50 mL 容量瓶中，加入一定量DMSO 溶解，用超声波震荡使其完全溶解，在用氯仿定容至刻线处，配制成 104 齐齐哈尔大学毕业设计 (论文 ) 15 molL1浓度 的 SHK1 的 DMSO 溶液。 (2) 实验中所用的实验室原有金属盐溶液分别为： NaClO KCl、 Mg(ClO4) Ca(NO3)Cr(NO3) Fe2(SO4) CoSO NiSO Cu(NO3) Zn(NO3) AgNO CdSO HgClPb(NO3) Al2(SO4)3 15 种金属盐，将它们分别配制成浓度为 molL1的水溶液。 (3) 测定条件：激发波长： nm、激发狭缝为 nm、 发射狭缝为 nm。 测定方法 (1) 金属的识别实验 ： 移取 104 molL1 SHK1 的 DMSO 溶液 10mL 于 100 mL 容量瓶中，加入少量配置好的 Brij35 TX100 混合溶液，用超声波震荡使其溶解，加入 固体，待其完全溶解后定容 ，用 NaOH 调节使 pH =。 将配好的溶液分别移入 mL 容量瓶中，加入浓度为 molL1的不同金属离子 μL，则 SHK1 溶液浓度为 105 molL1，缓冲溶液浓度为 molL1 ， Brij35 的浓度为 103 molL1， TX100 的浓度为 104 molL1，金属离子的浓度为 105 molL1。 放置 h 后，测其吸收与发射光谱。 (2) Cu2+离子的定量分析 ： 移取浓度为 104 molL1 SHK1 的。