本文關(guān)鍵詞：萘酰亞胺—酰胺離子探針的設(shè)計(jì)合成及性質(zhì)研究　出處：《蘭州交通大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：近年來,用于檢測各種物質(zhì)的探針及化學(xué)傳感器以其較短的響應(yīng)時(shí)間和低廉的成本等特點(diǎn),吸引了許多的關(guān)注,而基于離子觸發(fā)熒光變化設(shè)計(jì)的探針由于其簡易的合成方法以及較低的檢測限值更是成為研究的熱門,在這其中,具有較大斯托克斯位移,較高熒光量子產(chǎn)率,良好光穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)的萘酰亞胺類化合物,在陽離子、陰離子及氫離子的檢測方面得到了廣泛應(yīng)用。一直以來,各種各樣的pH型探針層出不窮,它們大都是基于特定官能團(tuán)質(zhì)子化與去質(zhì)子化引發(fā)熒光性質(zhì)變化的原理設(shè)計(jì)而成,工作區(qū)間大都是pH為6-8的堿性范圍或者4-6的弱酸性范圍,鮮有能夠在低于4的強(qiáng)酸環(huán)境下工作的pH型探針。因此,本論文設(shè)計(jì)以1,8-萘酰亞胺作為熒光團(tuán),具有供電子性且易與質(zhì)子結(jié)合的哌嗪基團(tuán)和酰胺基團(tuán)為接受基團(tuán),合成了八個(gè)萘酰亞胺-酰胺類化合物,通過元素分析,紫外光譜,紅外光譜,核磁共振,質(zhì)譜等現(xiàn)代分析手段對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征,并進(jìn)一步研究它們的光物理性質(zhì),氫離子識(shí)別性質(zhì)及可能的作用機(jī)理,最后對(duì)化合物與DNA之間的相互作用進(jìn)行了研究。八個(gè)化合物如下:1、N-烯丙基-4-(4'-N,N-二(乙酰乙胺)-乙酰胺哌嗪基)-1,8萘酰亞胺(L1)2、N-烯丙基-4-(4'-N,N-二(乙酰丁胺)-乙酰胺哌嗪基)-1,8萘酰亞胺(L2)3、N-烯丙基-4-(4'-N,N-二(乙酰辛胺)-乙酰胺哌嗪基)-1,8萘酰亞胺(L3)4、N-烯丙基-4-(4'-N,N-二(乙酰丁胺)-乙酮哌嗪基)-1,8萘酰亞胺(L4)5、N-烯丙基-4-(4'-N,N-二(乙酰異丁胺)-乙酮哌嗪基)-1,8萘酰亞胺(L5)6、N-(4'-N,N-二(乙酰丁胺))-乙酰胺基-4-烯丙基哌嗪基-1,8萘酰亞胺(L6)7、N-(4'-N,N-二(乙酰辛胺))-乙酰胺基-4-烯丙基哌嗪基-1,8萘酰亞胺(L7)8、N-(4'-N,N-二(乙酰芐胺))-乙酰胺基-4-烯丙基哌嗪基-1,8萘酰亞胺(L8)結(jié)構(gòu)表征證明合成出的化合物即為目標(biāo)化合物,繼而研究了它們的光物理性質(zhì),發(fā)現(xiàn)探針化合物具有發(fā)射綠色熒光的能力,而且熒光強(qiáng)度和熒光量子產(chǎn)率與有機(jī)溶劑極性有關(guān),極性越小它們越大。研究改變pH值對(duì)化合物紫外吸收性質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)由堿性逐漸向酸性變化的時(shí)候,化合物的紫外吸收強(qiáng)度基本不變而最大吸收波長發(fā)生藍(lán)移,摩爾吸光數(shù)系數(shù)值與斯托克斯位移值也都出現(xiàn)了不同程度的變化,因此說明化合物可對(duì)pH值的變化產(chǎn)生響應(yīng),接下來研究改變pH值對(duì)熒光發(fā)射光譜的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)由堿性逐漸向酸性變化的時(shí)候,化合物的熒光發(fā)射強(qiáng)度出現(xiàn)了明顯的增強(qiáng),其中L1,L2,L3的最大熒光強(qiáng)度分別增強(qiáng)了32.3,24.53,16.36倍,而L6,L7,L8的最大熒光強(qiáng)度出現(xiàn)了更大幅度的增強(qiáng)達(dá)到了78.44,66.06,59.83倍,而且最大熒光強(qiáng)度值與特定區(qū)間內(nèi)的pH值之間存在著良好的線性數(shù)學(xué)關(guān)系。離子競爭實(shí)驗(yàn)表明L1-L3,L6-L8對(duì)H+的識(shí)別基本不會(huì)受到其他金屬離子存在的干擾即對(duì)H+有著優(yōu)異的選擇性。根據(jù)化合物分子的結(jié)構(gòu)對(duì)識(shí)別H+的機(jī)理提出了假設(shè),即質(zhì)子化阻礙了分子中本身存在的光電子轉(zhuǎn)移過程(PET),使得原本熒光很弱的化合物在質(zhì)子化以后熒光強(qiáng)度發(fā)生較大幅度的增強(qiáng),核磁共振氫譜也被用來對(duì)質(zhì)子化以后的探針進(jìn)行研究,所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與課題組的假設(shè)相吻合,因此,可以推斷合成的萘酰亞胺-酰胺化合物就是一種基于PET過程的離子探針。萘酰亞胺類化合物在生物學(xué)領(lǐng)域同樣有著重要的應(yīng)用,因此,化合物的生物活性(與DNA作用)方面的性質(zhì)也得到了研究,分別進(jìn)行了紫外滴定光譜,熒光滴定光譜以及黏度測定實(shí)驗(yàn)三個(gè)方面的研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明化合物與DNA以插入模式相互作用,因此這些萘酰亞胺類化合物在核酸分子探針,分子水平的新藥研究方面有著潛在的實(shí)際應(yīng)用。
[Abstract]:In recent years, and probes for the detection of various chemical sensor material characterized by its short response time and low cost, has attracted a lot of attention, while the ion trigger probe fluorescence changes design due to its simple synthesis method and low detection limit value is become a hot research based on the Stokes has a large displacement, high fluorescence quantum yield, 8-naphthalimide compound good light stability and other advantages, has been widely used in the detection of cations, anions and hydrogen ions. All along, pH probe a variety of specific functional groups and most of them are emerge in an endless stream, based on the protonation and deprotonation induced fluorescence properties change and the design principle, working range is mostly pH alkaline range of 6-8 or 4-6 acid, pH type probe rarely can work in less than 4 of the acid environment. Therefore, this paper design 1,8- naphthalimide as fluorophore, with electron donating and easy and proton binding piperazine groups and amide groups for eight groups of naphthalimide amide compounds were synthesized and characterized by elemental analysis, UV, IR, NMR, the structural characterization of the for MS and other modern analysis method, and further study of their photophysical properties, hydrogen ion recognition properties and possible mechanism of action, at the end of the interaction between the compounds and DNA was studied. 鍏釜鍖栧悎鐗╁涓，

本文編號(hào)：1347394