發(fā)布時(shí)間：2017-05-25 01:19

  本文關(guān)鍵詞：氮萘類化合物的合成及其在化學(xué)小分子識(shí)別中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：喹啉類化合物,作為氮萘化合物的典型代表,不僅具有很好的生物活性和藥物活性,而且還具有優(yōu)良的光學(xué)性能和配位性能,在醫(yī)藥、農(nóng)藥、發(fā)光材料、染料和分子識(shí)別等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。因此,喹啉類新化合物的合成及其性能研究一直是有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本論文設(shè)計(jì)合成了一系列含活性官能團(tuán)的氮萘(這里指喹啉和萘胺)類化合物,并系統(tǒng)地研究了它們?cè)诨瘜W(xué)小分子識(shí)別中的應(yīng)用。具體研究?jī)?nèi)容如下：1、以2-氯-6,7--二氟-3-喹啉甲醛(2-1)為起始原料,利用喹啉環(huán)上2-位的氯和3-位的醛活性反應(yīng)位點(diǎn),設(shè)計(jì)合成了8個(gè)新的喹啉類化合物2-2-2-9,并通過NMR、MS等方法對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,為后續(xù)研究它們?cè)诨瘜W(xué)小分子識(shí)別中的應(yīng)用做準(zhǔn)備工作。2、利用喹啉環(huán)上2-位氯的反應(yīng)活性,研究了2-氯-6,7-二氟-3-喹啉甲醛(2-1)、2-氯-3-(2-苯并咪唑)-6,7-二氟喹啉(2-4)和2-氯-6,7-二氟喹啉-3-丙烯酸乙酯(2-7)對(duì)化學(xué)小分子H2S的識(shí)別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：化合物2-1比2-4和2-7更具備光學(xué)探針的特點(diǎn),能快速、高選擇性地識(shí)別S2-,其他陰離子(包括F-、Cl-、Br-、I-、CO32-、HCO3-、 NO3-, SO42-、CH3CO2-、SCN-、CN-、S2O32-、NO2-)和生物硫醇(Cys、Hcy、GSH)對(duì)體系識(shí)別H2S沒有干擾。并且通過1H NMR實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)了識(shí)別機(jī)理,該探針是利用H2S強(qiáng)的親核性,與喹啉環(huán)上的活性氯發(fā)生取代反應(yīng),使喹啉化合物的光學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變來實(shí)現(xiàn)對(duì)H2S的識(shí)別。3、利用喹啉酮鈉鹽的氮負(fù)離子的堿性,研究了3-醛基-6,7-二氟-2-喹啉酮鈉鹽(2-8)對(duì)pH的識(shí)別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：化合物2-8在中性和弱酸性條件發(fā)射強(qiáng)的熒光,在極酸性條件熒光顯著減弱,pKa值為1.85,最佳pH響應(yīng)范圍在1.3-2.6。而且該pH探針能快速、高選擇性地識(shí)別H+,其他金屬離子(包括K+、Na+、Ca2+、Zn2+、Ni2+、 Cu2+、Mn2+、Cd2+、Pb2+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Fe3+、Cr3+、Co2+、Hg2+)對(duì)體系識(shí)別pH沒有干擾,并且具有良好的光穩(wěn)定性。4、利用喹啉環(huán)上的N和苯并咪唑環(huán)上的N容易與金屬離子配位的特點(diǎn),研究了3-(2-苯并咪唑)-6,7-二氟-2-喹啉酮(2-5)對(duì)金屬離子的識(shí)別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：化合物2-5能高靈敏度、高選擇性地識(shí)別Hg2+,其他金屬離子(包括Zn2+、Ni2+、Cu2+、 Cu+、Mn2+、Ru3+、Cd2+、Pb2+、La3+、Ce4+、Er3+、Mg2+、Sn2+、Al3+、Nd3+、K+、 Sm3+、Fe2+、Fe3+、Eu3+、Ag+、VO2+、Cr3+、Zr4+、Bi3+、Co2+)對(duì)體系識(shí)別Hg2+沒有干擾。而且通過1H NMR和MS實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)了識(shí)別機(jī)理,該探針由于含有2-喹啉酮的結(jié)構(gòu)而具有強(qiáng)的熒光,當(dāng)加入Hg2+以后,Hg2+就會(huì)與喹啉酮的O和苯并咪唑的N配位,產(chǎn)生Hg2+誘導(dǎo)熒光淬滅現(xiàn)象,合理地解釋了熒光識(shí)別Hg2+的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。5、以1,1‘-聯(lián)萘-4,4'-二胺為起始原料,設(shè)計(jì)合成了連有馬來酰亞胺基團(tuán)的化合物6-1,利用馬來酰亞胺的C=C容易受親核試劑進(jìn)攻的特點(diǎn),研究了其對(duì)生物硫醇小分子(Cys、Hey、GSH)的識(shí)別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：化合物6-1能高靈敏度、高選擇性地識(shí)別生物硫醇(Cys、Hey和GSH),其他非含硫氨基酸對(duì)體系識(shí)別生物硫醇沒有干擾。而且通過1H NMR和MS實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)了推測(cè)的識(shí)別機(jī)理,該探針是在馬來酰亞胺上引入了聯(lián)萘熒光團(tuán),由于連有強(qiáng)的吸電子基團(tuán)馬來酰亞胺導(dǎo)致自身的熒光很弱,當(dāng)硫醇的巰基進(jìn)攻馬來酰亞胺的C=C雙鍵,使C=C雙鍵打開生成飽和的硫醚,這時(shí)就阻斷了聯(lián)萘到馬來酰亞胺的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移(ICT)過程,使聯(lián)萘熒光團(tuán)的熒光發(fā)射恢復(fù),合理地解釋了熒光識(shí)別生物硫醇的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。同時(shí),細(xì)胞成像實(shí)驗(yàn)證實(shí)了該探針具有低的毒性和好的細(xì)胞膜滲透性,可以通過熒光成像來檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)的生物硫醇。
【關(guān)鍵詞】：氮萘 硫化氫 硫醇 pH Hg~(2+) 分子識(shí)別
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O621.3
【目錄】：

• 中文摘要12-14
• ABSTRACT14-17
• 第一章 導(dǎo)論17-42
• 1.1 喹啉的簡(jiǎn)介17
• 1.2 喹啉及喹啉類化合物的合成17-24
• 1.2.1 Skraup-Doebner-Von Miller合成法18-19
• 1.2.2 Friedlander-Pfitzinger合成法19-20
• 1.2.3 Combes-Conrad-Limpach合成法20
• 1.2.4 Camps合成法20-21
• 1.2.5 Niementowski合成法21
• 1.2.6 喹啉類化合物的現(xiàn)代合成方法21-24
• 1.3 喹啉類化合物的應(yīng)用24-40
• 1.3.1 在金屬離子識(shí)別中的應(yīng)用24-36
• 1.3.1.1 在Zn~(2+)識(shí)別中的應(yīng)用25-30
• 1.3.1.2 在Fe~(3+)、Al~(3+)和Cr~(3+)等三價(jià)金屬離子識(shí)別中的應(yīng)用30-32
• 1.3.1.3 在Cu~(2+)識(shí)別中的應(yīng)用32-34
• 1.3.1.4 在Hg~(2+)識(shí)別中的應(yīng)用34-36
• 1.3.2 在pH識(shí)別中的應(yīng)用36-38
• 1.3.3 在其他小分子識(shí)別中的應(yīng)用38-40
• 1.4 本論文的研究?jī)?nèi)容40-42
• 第二章 含活性官能團(tuán)的喹啉類化合物的合成研究42-53
• 2.1 引言42
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分42-49
• 2.2.1 主要儀器42
• 2.2.2 主要試劑42-43
• 2.2.3 目標(biāo)化合物的合成43-49
• 2.3 結(jié)果與討論49-52
• 2.4 本章小結(jié)52-53
• 第三章 2-氯喹啉化合物對(duì)H_2S的識(shí)別研究53-68
• 3.1 引言53-54
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分54-55
• 3.2.1 主要儀器54-55
• 3.2.2 主要試劑55
• 3.2.3 目標(biāo)化合物的合成55
• 3.2.4 紫外-可見光譜和熒光光譜的測(cè)定方法55
• 3.3 化合物2-1、2-4和2-7對(duì)H_2S的識(shí)別研究55-67
• 3.3.1 化合物2-1、2-4和2-7識(shí)別H_2S的紫外-可見吸收光譜研究55-57
• 3.3.2 化合物2-1、2-4和2-7識(shí)別H_2S的熒光光譜研究57-60
• 3.3.3 化合物2-1、2-4和2-7識(shí)別H_2S的選擇性研究60-62
• 3.3.4 化合物2-1識(shí)別H_2S的檢出限研究62-63
• 3.3.5 化合物2-1與S~(2-)作用的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究63
• 3.3.6 化合物2-1、2-4和2-7識(shí)別H_2S的機(jī)理研究63-67
• 3.4 本章小結(jié)67-68
• 第四章 2-喹啉酮鈉鹽化合物對(duì)pH的識(shí)別研究68-75
• 4.1 引言68
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分68-69
• 4.2.1 主要儀器68-69
• 4.2.2 主要試劑69
• 4.2.3 目標(biāo)化合物的合成69
• 4.2.4 熒光光譜的測(cè)定方法69
• 4.3 化合物2-8對(duì)pH的識(shí)別研究69-74
• 4.3.1 化合物2-8識(shí)別pH的熒光光譜研究69-70
• 4.3.2 化合物2-8的pK_a值及線性響應(yīng)范圍的測(cè)定70-71
• 4.3.3 化合物2-8識(shí)別pH的光穩(wěn)定性研究71-72
• 4.3.4 化合物2-8識(shí)別pH的選擇性研究72-73
• 4.3.5 化合物2-8識(shí)別pH的機(jī)理研究73-74
• 4.4 本章小結(jié)74-75
• 第五章 3-苯并咪唑取代的2-喹啉酮化合物對(duì)Hg~(2+)的識(shí)別研究75-85
• 5.1 引言75-76
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分76-77
• 5.2.1 主要儀器76
• 5.2.2 主要試劑76
• 5.2.3 目標(biāo)化合物的合成76
• 5.2.4 紫外-可見光譜和熒光光譜的測(cè)定方法76-77
• 5.3 化合物2-5對(duì)Hg~(2+)的識(shí)別研究77-84
• 5.3.1 化合物2-5識(shí)別Hg~(2+)的選擇性研究77-78
• 5.3.2 化合物2-5與Hg~(2+)作用的熒光滴定實(shí)驗(yàn)研究78-79
• 5.3.3 化合物2-5識(shí)別Hg~(2+)的檢出限研究79
• 5.3.4 化合物2-5與Hg~(2+)作用的紫外滴定實(shí)驗(yàn)研究79-80
• 5.3.5 化合物2-5識(shí)別Hg~(2+)的pH值研究80-81
• 5.3.6 化合物2-5與Hg~(2+)作用的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究81
• 5.3.7 化合物2-5識(shí)別Hg~(2+)的機(jī)理研究81-84
• 5.4 本章小結(jié)84-85
• 第六章 N-聯(lián)萘基馬來酰亞胺的合成及其對(duì)生物硫醇的識(shí)別研究85-101
• 6.1 引言85-86
• 6.2 實(shí)驗(yàn)部分86-89
• 6.2.1 主要儀器86-87
• 6.2.2 主要試劑87
• 6.2.3 目標(biāo)化合物的合成87-88
• 6.2.4 紫外-可見光譜和熒光光譜的測(cè)定方法88-89
• 6.2.5 細(xì)胞培養(yǎng)和細(xì)胞成像的方法89
• 6.3 化合物6-1對(duì)生物硫醇的識(shí)別研究89-100
• 6.3.1 化合物6-1識(shí)別生物硫醇的選擇性研究89-91
• 6.3.2 化合物6-1與生物硫醇作用的熒光滴定實(shí)驗(yàn)研究91-93
• 6.3.3 化合物6-1識(shí)別生物硫醇的檢出限研究93-94
• 6.3.4 化合物6-1與生物硫醇作用的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究94-97
• 6.3.5 化合物6-1識(shí)別生物硫醇的機(jī)理研究97-99
• 6.3.6 化合物6-1在細(xì)胞成像中的應(yīng)用研究99-100
• 6.4 本章小結(jié)100-101
• 總結(jié)與展望101-103
• 參考文獻(xiàn)103-117
• 附錄 本論文中主要化合物的核磁共振氫譜、核磁共振碳譜117-127
• 攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果127-129
• 致謝129-130
• 個(gè)人簡(jiǎn)況及聯(lián)系方式130-131
• 承諾書131-132

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 蘇美紅,聶麗華,馬會(huì)民;pH熒光探針的研究進(jìn)展[J];分析科學(xué)學(xué)報(bào);2005年02期

2 汪小華;豐楓;袁俊峰;呂井輝;李小年;;催化法合成喹啉及其衍生物的研究進(jìn)展[J];化工生產(chǎn)與技術(shù);2009年01期

3 陸金鑫;馬會(huì)民;;檢測(cè)巰基物質(zhì)的光學(xué)探針研究進(jìn)展[J];科學(xué)通報(bào);2012年16期

4 李鳳梅,王蘭英,王少康,張祖訓(xùn);2-苯乙烯基喹啉染料的無溶劑微波合成[J];有機(jī)化學(xué);2004年01期

5 杜鼎;方建新;;具有生物活性的喹啉類化合物的最新進(jìn)展[J];有機(jī)化學(xué);2007年11期

6 郟佳;唐茜;何穎芳;張夢(mèng)雨;邢國(guó)文;;基于有機(jī)小分子的Zn~(2+)/Cd~(2+)熒光探針研究新進(jìn)展[J];有機(jī)化學(xué);2012年10期

  本文關(guān)鍵詞：氮萘類化合物的合成及其在化學(xué)小分子識(shí)別中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：392438