羅丹明B熒光探針和唑類雜環(huán)的合成、結(jié)構(gòu)表征、光譜性質(zhì)及應(yīng)用.pdf

1、第一部分:
　　 人體細(xì)胞內(nèi)銅離子的動(dòng)態(tài)平衡遭到破壞，缺銅或銅過(guò)量都會(huì)造成人體機(jī)能的嚴(yán)重失調(diào)，甚至?xí)?dǎo)致多種疾病的發(fā)生;汞對(duì)人體為有毒重金屬元素，對(duì)人的大腦和多個(gè)系統(tǒng)會(huì)造成損害，而且汞和銅也是重金屬環(huán)境污染物，因此金屬離子的檢測(cè)顯得極為重要。在檢測(cè)金屬離子方面，熒光分析方法比比色和分光光度法靈敏度高。與傳統(tǒng)金屬離子檢測(cè)方法，如原子吸收光譜，電感耦合等離子體質(zhì)譜等方法相比，熒光檢測(cè)方法操作簡(jiǎn)單且檢測(cè)限低，不需要進(jìn)行復(fù)雜的多級(jí)樣本制

2、備，而且設(shè)備儀器簡(jiǎn)單。羅丹明類熒光探針具有良好的光物理性質(zhì)，如量子產(chǎn)率高，摩爾消光系數(shù)大，發(fā)射波長(zhǎng)長(zhǎng)，背景干擾小等優(yōu)點(diǎn)。
　　 因此，本論文第一部分設(shè)計(jì)并合成了多個(gè)用于檢測(cè)銅離子或汞離子的新型羅丹明B類金屬離子熒光探針，通過(guò)紅外，核磁共振，高分辨質(zhì)譜以及X-射線單晶衍射對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。根據(jù)其紫外吸收光譜和熒光光譜討論了探針?lè)肿訉?duì)銅離了或汞離子的選擇性及其它金屬離子的干擾，進(jìn)行了滴定實(shí)驗(yàn)，Job實(shí)驗(yàn)研究了其配位或反應(yīng)方式，還有

3、pH，時(shí)間等因素對(duì)探針的影響，并致力于將探針應(yīng)用于細(xì)胞內(nèi)以及血液內(nèi)金屬離子的定位檢測(cè)。
　　 第一章，對(duì)銅離子和汞離子檢測(cè)的重要性，以及熒光分析方法和羅丹明類熒光探針在檢測(cè)金屬離子方面的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了說(shuō)明，并對(duì)近年來(lái)羅丹明B類金屬離子熒光探針的研究進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)，以及對(duì)第一部分研究?jī)?nèi)容作了簡(jiǎn)單介紹。
　　 第二章，設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了三個(gè)新的高靈敏度和高選擇性的銅離子熒光探針。羅丹明B酰腙的6-甲氧基色酮衍生物作為銅離子熒光探針，與

4、Cu2+絡(luò)合后，誘導(dǎo)螺環(huán)開(kāi)環(huán)，熒光增強(qiáng)將近40倍，而十余種其它金屬離子干擾較小或不產(chǎn)生干擾。羅丹明B酰腙的6-氯色酮衍生物比甲氧基取代色酮衍生物對(duì)Cu2+的金屬離子選擇性更好，其它金屬離子基本不產(chǎn)生干擾，具有較高的選擇性和靈敏度，開(kāi)環(huán)螯合機(jī)理與羅丹明B酰腙的6-甲氧基色酮衍生物類似，與Cu2+具有強(qiáng)烈熒光增強(qiáng)效應(yīng)，量子產(chǎn)率、摩爾消光系數(shù)相對(duì)更大。分別將這兩個(gè)Cu2+熒光探針應(yīng)用于活HeLa細(xì)胞內(nèi)Cu2+的檢測(cè)成像及定位，發(fā)現(xiàn)后者細(xì)胞透膜

5、性更好，并可在相對(duì)更短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)活HeLa細(xì)胞內(nèi)Cu2+。合成的新型連結(jié)1，2，4-三唑結(jié)構(gòu)單元的羅丹明B酰肼衍生物在紫外和熒光光譜中對(duì)Cu2+顯示非常好的選擇性，溶液熒光強(qiáng)度增強(qiáng)約120倍左右，而且可以通過(guò)比色識(shí)別Cu2+顏色，與其它十六種金屬離子不顯色。共存離子干擾較小或不產(chǎn)生干擾，與羅丹明B酰腙的色酮衍生物Cu2+熒光探針相比，與Cu2+結(jié)合常數(shù)更大，量子產(chǎn)率更高，對(duì)Cu2+的熒光檢測(cè)限可低至10-8M數(shù)量級(jí)，同樣可以用于活HeL

6、a細(xì)胞內(nèi)Cu2+檢測(cè)。
　　 第三章，合成了一種新型的基于羅丹明B硫代雙酰肼的Hg2+熒光探針，它對(duì)Hg2+具有很高的選擇性，分別與其余十六種金屬離子基本不響應(yīng)，或響應(yīng)很弱。其對(duì)Hg2+的熒光檢測(cè)限可低至10-8M數(shù)量級(jí)，而且在實(shí)驗(yàn)條件下，具有較大的摩爾消光系數(shù)和較高的熒光量子產(chǎn)率，溶液熒光穩(wěn)定性好，該探針可用于檢測(cè)血清中的Hg2+。
　　 第二部分:
　　 我們還致力于多樣性和功能化的有機(jī)小分子的合成。吡唑啉衍

7、生物、1，2，4-三唑及其稠環(huán)衍生物近年來(lái)在光致發(fā)光、電致發(fā)光以及生物活性研究等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。而二茂鐵具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于生物研究、材料、手性催化劑開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域?；诖?，我們合成了多個(gè)系列的新型含二茂鐵基的吡唑啉、1，2，4-三唑或噻唑并[3，2-b]-1，2，4-三唑衍生物，并通過(guò)紅外，核磁共振，高分辨質(zhì)譜以及X-射線單晶衍射分別對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并對(duì)其紫外吸收和熒光光譜進(jìn)行了研究。另外，我們對(duì)含1，2，4-三唑

8、結(jié)構(gòu)單元的廣譜抗病毒藥物-三氮唑核苷進(jìn)行了修飾，合成了一系列三氮唑核苷酰腙衍生物，并初步評(píng)價(jià)了該系列化合物對(duì)A549肺癌細(xì)胞的活性。
　　 第一章，對(duì)吡唑啉、1，2，4-三唑、噻唑并[3，2-b]-1，2，4-三唑衍生物近年來(lái)在光致發(fā)光、電致發(fā)光、生物活性以及其它領(lǐng)域的應(yīng)用，二茂鐵及其衍生物的性質(zhì)及應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)，同時(shí)綜述了吡唑啉、1，2，4-三唑、噻唑并[3，2-b]-1，2，4-三唑的衍生物的合成方法進(jìn)展，并對(duì)第二部分研究?jī)?nèi)

9、容做了簡(jiǎn)明介紹。
　　 第二章，以1-二茂鐵基-3-芳基-2-丙烯酮為原料經(jīng)兩步反應(yīng)，分別與氨基硫脲和取代的α-溴代苯乙酮反應(yīng)，得到一系列5-芳基-3-二茂鐵基-1-（4-芳基噻唑-2-基）吡唑啉衍生物。通過(guò)紅外，核磁共振，高分辨質(zhì)譜對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，對(duì)其中兩個(gè)化合物進(jìn)行了X-射線單晶衍射分析，討論了吡唑啉環(huán)化反應(yīng)機(jī)理。并對(duì)該系列化合物進(jìn)行了紫外吸收光譜和熒光光譜分析研究。
　　 第三章，由酰氯和氨基硫脲為起始原料經(jīng)三

10、步反應(yīng)得到一系列3-取代-5-二茂鐵基酰乙硫基-1H-1，2，4-三唑衍生物，通過(guò)紅外，核磁共振，高分辨質(zhì)譜對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并對(duì)3-苯基取代的化合物進(jìn)行了X-射線單晶衍射分析。對(duì)該系列化合物紫外吸收光譜和熒光光譜性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)試和討論。
　　 第四章，合成了一系列新型6-二茂鐵基-2-取代噻唑并[3，2-b]-1，2，4-三唑衍生物，并通過(guò)紅外，核磁共振，高分辨質(zhì)譜對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，討論了其反應(yīng)環(huán)化方式，并對(duì)其中2位4-甲氧

11、基苯基取代的衍生物進(jìn)行了X-射線單晶衍射分析。
　　 第五章，由三氮唑核苷與芳香醛或酮反應(yīng)合成了一系列新型三氮唑核苷酰腙衍生物，通過(guò)紅外，核磁共振，高分辨質(zhì)譜對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。初步評(píng)價(jià)了該系列三氮唑核苷腙衍生物對(duì)A549肺癌細(xì)胞的活性，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)化合物對(duì)A549肺癌細(xì)胞顯示細(xì)胞毒性。
　　 本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn):
　　 1.合成了兩個(gè)新穎的羅丹明B酰腙的色酮衍生物，作為Cu2+熒光探針具有較高的選擇性和靈敏度，

12、分別進(jìn)行了X-射線單晶衍射分析和HeLa細(xì)胞內(nèi)Cu2+定位熒光成像。
　　 2.合成羅丹明B硫代雙酰肼衍生物和含1，2，4-三唑環(huán)的羅丹明B酰肼衍生物，分別作為Hg加和Cu2+熒光探針具有高選擇性且檢測(cè)限低至10-8M，量子產(chǎn)率較高，后者進(jìn)行了HeLa細(xì)胞內(nèi)Cu2+熒光成像。
　　 3.合成多個(gè)系列含二茂鐵基的吡唑啉、1，2，4-三唑和噻唑并[3，2-b]-1，2，4-三唑衍生物，分別進(jìn)行了X-射線單晶衍射分析，紫外和熒