田华-1120112828-吩嗪衍生物荧光探针分子的合成与表征..doc

毕业设计（论文）题目： 吩嗪衍生物荧光探针分子的合成与表征 学 院： 化学学院 专 业： 应用化学 班 级： 姓 名： 田华 指导教师： 张汝波 校外指导教师： 无 摘要 两个新型近红外氰化物阴离子荧光探针基于5,10-二己基-5,10-二氢吩嗪已经被设计并合成出来。带有二氰基乙烯基作为识别位点和电子捕获在两侧，探针1展示了一个分子内的电子转移吸收谱带在545nm处，和一个发射谱带在730nm处，这样，在双侧与氰化物阴离子在CH3CN反应后就会出现一个分子内电子转移阻碍并且实现开关。探针2利用不活泼的甲酰基团来代替两个活性二氰基乙烯基中的一个作为电子捕获基团。由于单侧的ICT识别过程，探针2被重定向并产生一个标志性的比色和比率计在近红外区域荧光响应为青色。两个探针都具有着高度的灵敏性和选择性，可以产生被肉眼观察到的明显的响应信息，甚至在多种阴离子的共同组合中。光学的光谱技术、NMR滴定测量手段以及功能密度理论计算都被使用来推断探针检测机理。 ABSTRACT 目录 摘要 1 ABSTRACT 1 第1章 绪论 4 引言 4 1.1 荧光探针 4 1.2 荧光探针的响应机理 6 1.21 光致电子转移机理（ PET机理） 6 1.22 分子内电子转移机理（ICT机理） 8 1.3 荧光探针分子的设计原则 10 1.4 硫醇检测探针的发展和现状 10 第2章 实验清单 13 2.1 实验试剂 13 2.2 实验仪器 15 第3章 实验部分 15 2.2 探针分子1的合成 15 2.21 5,10-二氢吩嗪的合成 15 2.23 5,10-二己基-5,10-二氢吩嗪-2-甲醛 （7）的合成 17 2.24 5,10-二己基-5,10-二氢吩嗪-2-二氰基乙烯(探针分子1)的合成 18 2.3 探针分子2的合成 19 2.31 5,10-二氢吩嗪的合成 19 2.32 5,10-二己基-5,10-二氢吩嗪的合成 19 2.33 5,10-二己基-5,10-二氢吩嗪-2,7-二甲醛 (8)的合成 19 2.34 7-甲酰基-5,10-二己基-5,10-二氢吩嗪-2-氰基乙烯 (10)的合成 20 2.35 7-氰基羧基乙烯基-5,10-二己基-5,10-二氢吩嗪-2-二氰基乙烯（探针分子2）的合成 21 第3章 结果与讨论 22 3.1 分子的合成与设计 22 3.2 探针1对CN-的光学响应 23 3.3 探针2对氰离子的光学响应 26 附录A 目标分子的1H-NMR图、13C-NMR图、EI-MS图 30 第1章 绪论 引言 近期，荧光检测特别是使用有机小分子荧光探针已经吸引了世界范围内广泛的注意。因为这些小分子探针不仅仅能够简单快速的进行检测，而且小分子探针具有着高灵敏度以及低费用的优势。因此，大量的研究都在致力于荧光探针对硫醇的检测，并且产生了丰硕的成果，在过去的二十年里，许多对硫醇反应并且具有选择性的荧光探针已经被合成出来。 1.1 荧光探针 在当今世界上，很多现代化技术都依赖于灵敏的检测分析技术。这对于环境科学，药物学，生物学等等都有着很重有的意义.使用有机分子在紫外和可见光区进行非荧光荧光标记或者检测，在某些领域是一种很重要的检测手段[1]。然而在最近的几十年里，基于荧光技术的检测已经获得了世界的广泛关注。经过世界范围内科学工作者们几十年的努力，不但在荧光素的合成方面有了重大的进展，而且在荧光设备方面也有了很大的发展。荧光在生命体系中已经占据了不可估计的地位，被广泛的应用到了DNA检测，细胞内氨基酸检测，病情检测，机理分析等等。 荧光检测之所以对于生物学而言有着很重要的地位，因为通过物质材料的比率变化或者化合物的吸收或者荧光的改变，从紫外区到近红外区的电磁波谱可以得到很多重要的信息。而如何进行检测，怎样进行检测，并且通过检测获得哪些相应的信息，这些都是要通过荧光探针来进行。 荧光探针，简单的说就是一种把化学信息转变光学信息的分子装置。这里的光学信息自然也就是指荧光光谱信号，光学信号更容易被接收，进而使人们能够获得特定的信息。 所有的荧光探针都基于三个可以通过设计好确定的应用来组合在一起的组分。即荧光团（fluorophore）、连接体部分(spacer)和受体(receptor)。荧光团是吸收光能量的部分。荧光部分相当于天线的作用，决定了探针分子的灵敏性，电子在适宜波长光照条件下，吸收光子，并产生能级跃迁，到达激发态；连接体部分大多为烷基链，使得荧光团和受体部分分开；而受