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新型7-胺基—螺[色烯并（2，3-c）吡唑-4，1'-异苯并呋喃]-3'-酮类衍生物的合成及性能研究认领

作者：

岳永双

学位授予单位：

西南石油大学

摘要：

随着食品化学和环境化学的日益发展,光学探针类分子已经被广泛应用于检测各种离子和小分子等。由于荧烷化合物有较好的刚性平面结构、强的共轭效应以及螺环开闭合效应,已成为光学探针的基础骨架之一,但仅在现有荧烷化合物母体上进行修饰已无法满足科技和工业的需要。在此,引入一系列吡唑啉酮合成螺[色烯并[2,3-c]吡唑-4,1'-异吲哚啉]-3'-酮(类荧烷)化合物及其酰腙衍生物,使用紫外分光光度计和荧光光谱仪探究了其光学性质。由于其分子的完全不对称结构和吡唑环上存在的活泼氢使其内部电子排列和迁移有更多的可能性,引入的酚羟基使其具有较强的络合能力,可以和许多金属离子配位形成络合物。研究内容如下:1.以2-(4-二丁基氨基-2-羟基苯甲酰基)苯甲酸或2-(4-二乙基氨基-2-羟基苯甲酰基)苯甲酸和一系列吡唑啉酮为原料,通过knoevenagel缩合和脱水反应,设计合成了一系列新型螺[色烯并(2,3-c)吡唑-4,1'-异苯并呋喃]-3'-酮(类荧烷)化合物1a-1j。探究了反应物配比、催化剂、温度、时间等因素对反应的影响,得到最佳反应条件。2.系统探究了 1a-1j在不同pH下的光学性能,结果表明,吡唑环N原子上无取代基和有芳基取代的化合物其光学性能有明显差异。在强碱环境中(pH 13.1-13.9),吡唑环的N上无取代基的,其吸收光谱无显著变化,而对于吡唑环N上有芳基取代的,由于其没有活泼H的缓冲作用,其吸收峰发生明显的红移,且溶液呈现紫色。通过中性和强碱条件下的核磁共振碳谱比对,确定了螺环内酯并没有发生开环,并根据实验结果提出了可能的机理解释。3.对化合物1b和1d在不同极性的溶剂中的光学性能进行了探究。结果表明,随溶剂极性的持续增大,1b和1d的吸收峰值逐渐增大,最大吸收波长红移,其溶液颜色由无色变为黄色,并逐渐加深至橙红色;荧光性能方面,其最大发射峰发生大范围的红移。基于上述变化,对其机理进行了解释。4.探究了化合物1 f对离子的识别性能,当向1 f的VDMSO:VHEPES=1:99的溶液中加入Cu2+后,其荧光彻底猝灭,并对淬灭现象的机理进行了解释;同时,经过计算1f对Cu2+检测限可达9.05 × 10-8 M,并根据Job's曲线、质谱等对其与Cu2+配位机理进行了探究。5.以1f为原料,经过肼解再与不同的醛缩合,得到了类荧烷酰脘化合物7-(二丁基胺基)-2'-((2,4-二羟基苯)胺基)-3-甲基-1H,-3'H-螺[色烯并[2,3-c]吡唑-4,1'-异吲哚啉]-3'-酮(2a)、7-(二丁基胺基)-2'-((2-羟基-5-甲氧基亚苄基)胺基)-3-甲基-1H-3'H-螺[色烯并[2,3-c]吡唑-4,1'-异吲哚啉]-3'-酮(2b)和7-(二丁基胺基)-2'-((4-(二乙胺基)-2-羟基苯亚甲基)胺基)-3-甲基-1H-3'H-螺[色烯并[2,3-c]吡唑-4,1'-异吲哚啉]-3'-酮(2c)。其中,2a和2b在VDMSO:VHepes分别为5:5或4:6的环境中可作为Cu2+比色型探针,检测限分别为6.58×10-7M和5.71×10-7M。2c可以在VDMSO:VHepes中对Cu2+进行检测,是一种比色和荧光型双通道探针。加入Cu2+,溶液的颜色由无色变为黄绿色,其紫外吸收峰发生明显的红移,荧光完全猝灭。对Cu2+的检测下限分别为7.37 × 10-7M和2.03×10-9 M。

摘要译文

关键词：

光学探针; 色烯并[2,3-c]吡唑; 螺环; 酰腙; Cu2+

学位年度：

2020

学位类型：

硕士

学科专业：

工程硕士（专业学位）

导师：

解正峰

中图分类号：

O626[杂环化合物];O657.3[光化学分析法（光谱分析法）⑨]

学科分类号：

070303[有机化学];081704[应用化学];070302[分析化学];070306[化学生物学];081706[分子化工]

D O I：

10.27420/d.cnki.gxsyc.2020.000087