杂环环苯衍生物作为强有力的有机荧光开关分子的合成

前言

近年来,有机光发光材料因其在光学信息存储、光电调节分子开关等方面的广泛应用而引起了研究人员的关注，例如化妆品，纺织品，有机发光装置等等。根据荧光特性和化学品之间的相互转换,可光切换有机荧光材料具有广阔的应用前景。

奎宁是众所周知的分子,不仅在生物学应用中,而且包括电化学和荧光应用。在所有研究荧光开关特性的分子中，由于在荧光单元的第四位存在弱强的电子退出官能团,显示出良好的荧光开关性能。

所有合成的化合物均具有良好的荧光开关性能,并通过紫外-可见光、光致发光和循环伏尔塔格拉姆技术进行了研究和确认。利用紫外可见光、光致发光和循环伏尔泰格拉姆技术研究了这些化合物的荧光开关性能。

两种典型形态的光致变色团

奎宁是众所周知的有两种典型形态的光致变色团。与此同时,光电、荧光探针和荧光传感器器件在光照射的影响下,一种颜色的对苯二酚和无色的对苯二酚。这两种形式可以通过化学或电化学刺激相互转换。

然而,基于光致色度的荧光开关实际上是未知的。在质子介质中,通过交换两个质子和两个电子进行对苯二酚的相互转换是可逆的过程,这种氧化还原系统涉及到各种生物电子传输系统。已被证明是好的电子受体,而对苯二酮是非常好的电子受体和电子受体。

伊洛斯等人报道称,具有典型合成工艺的同一类杂环五氯酮和作为荧光体添加在氟单元中的丹西尔氯化物。在我们的上一次报告中,我们成功地合成了不含任何额外荧光光的简单奎宁衍生物,并演示了它们的荧光开关功能。

本研究的目的是研究这些结构特征将如何影响其光化学性质。所有合成的化合物都用红外光谱进行了彻底的表征, 核磁共振和质谱分析。利用紫外-可见光、光致发光和循环伏尔泰拉姆技术对荧光开关性能进行了研究和验证。

材料和方法

在毛细管中,使用数字熔点仪检查了所有合成化合物的熔点,发现未修正。所有的分析级化学品和溶剂都是从印度的西格玛-奥尔德里希和默克购买的。用薄层色谱法对所有反应的进展和完成情况进行了监测。

所有化合物都用紫外-可见分光光度计用甲醇作溶剂进行了表征,并用颗粒进行了红外光谱仪的表征中的核磁共振光谱学，使用四甲基硅烷作为内部标准。化合物的发射光谱在荧光分度计中,以甲醇为溶剂进行了研究。用电子电离法测定了高分辨率质谱。

利用电化学工作站对化合物的电化学氧化性能进行了研究。研究发现,此方法的收率仅为边际，但当反应在乙醇和醋酸的混合物中进行时,反应产生了很好的收率。但是单在乙醇中进行反应根本不成功,产量很低。

溶液组合物对于优化水解和缩合以制造具有理想分子筛分能力的膜至关重要。为了形成膜，将溶胶涂覆在多孔载体上，然后在惰性气氛中在300-700°C下煅烧。各种加工参数会影响膜的均匀性、机械性能、分子分离性能和化学稳定性。

控制溶胶粒径以及水解和冷凝程度是制造无缺陷和分子筛分膜的关键。溶胶颗粒应足够大以避免它们渗透到多孔载体中，但又不能太大以在合成膜中引起空隙。增加水解度会增加硅醇含量，煅烧后的键，从而增加筛分尺寸的能力。

为了进一步证明聚乙烯-化学气相沉积在大规模制造中的适用性，在多孔载体上采用了露天聚乙烯-化学气相沉积。主气体氮气通过储液器鼓泡到等离子喷嘴并喷射支架上。膜的结构和分离性能会受到气体混合物中涂层循环次数和浓度的影响。

碱性催化剂促进缩合，产生高度缩合的物质和大团聚物，非常适合介孔膜。在吸附研究中,必须确定溶液初始酸碱值的影响,因为它影响吸附剂的表面电荷、电离度和吸附质的规格。从汽车废水中对金属离子的吸附作用与溶液的初始酸碱值有关。

将金属掺入硅胶膜可以提高分离性能，通常通过在溶胶溶液中引入金属醇盐或金属盐来实现。二氧化硅中的金属有两种形式：金属离子或嵌入的金属/金属氧化物颗粒。金属离子可以与二氧化硅网络形成共价键，减小孔径。

在酸碱值大于零电荷的情况下,金属离子的吸附达到了最大值。酸碱值大于碱性改性蒙脱土酸碱值 ,吸附剂的表面是负电荷的,有利于正电荷金属离子的吸附,而在较低的PH值,表面是正电荷和排斥。

通过热处理或等离子处理氧化聚硅氧烷是制造硅胶膜的一种有吸引力的方法。首先，聚硅氧烷优异的薄膜成型性允许在多孔基材上进行一步式无缺陷涂层。其次，等离子体处理的低温允许使用廉价的多孔基材。热工艺和等离子工艺在工业中都很容易用于大规模制造。

证实了对苯二酚的还原

其中的化合物与卡唑奎宁核的环戊奎宁和发现丹西尔卡巴唑奎宁具有抗核作用，除化学及电化学荧光活动外。然而,"关闭"荧光开关属性迄今尚未测试这些系统。化合物的特性用紫外-可见光和循环伏尔泰格拉姆证实了对苯二酚和对苯二酚的转换。

这些研究证实了对苯二酚转化为对苯二酚还原。不需要进一步的光谱构造来表征氧化还原物。利用紫外可见光、光致发光和循环伏尔塔格拉姆技术对荧光开关性能进行了研究和论证。

这些过程是可逆的,通过紫外-可见光吸收可以证实,转换成对苯二酚和对苯二酚氧化还原物几乎是100%。从化合物的紫外光谱 ,进行了激发,并对苯二酚系统没有表现出很好的发射光谱和对苯二酚表现出更好的氧化还原反应发射光谱。

由于未将被激发的磺胺体系中的电子转移到卡巴洛酮受体上,因此在分子激发状态下的二苯氟酮系统的发射光谱完全被熄灭,但在硼氢化钠的帮助下,发生了一种化学荧光作用,即把对苯酮还原为对苯二酚。

化合物的浓度研究了用于紫外-可见光谱研究的荧光特性。二酮显示高强度发射。化合物的排放 不依赖于溶剂,在极性有机溶剂中完全淬火。对苯二酚不完全转化为苯二酚的酒精介质的淬火结果。

化合物由于电子回收和捐赠功能群的存在,展示了更好的发射光谱。化合物在芳烃环上有甲基和硝基官能团,并且由于电子通过间隔器从对苯二酮向分子二氟酮系统转移而产生更好的发射。

在所有化合物中,都观察到了一些来自五氯酮的排放。玻璃碳、铂和银导线分别作为工作电极、计数电极和参考电极。从所有的电化学氧化还原过程观察到两个电子还原和氧化.所有电位均报告在银导线上。

用化学方法和电化学方法都可以将奎宁还原为对苯二酚,这是一个可逆的过程。在所有化合物中,第一个可逆还原波代表的是,将一个电子加到对苯二酚中,形成半氢苯二酚阴离子。第二个可逆还原波表明另一个电子加入到对苯二酚,形成对苯二酚。

平方根扫描率与峰值电流图建立了它们之间的线性关系,这反过来又证实了这是可逆的,扩散控制过程对电化学还原和氧化。我们研究了简单杂环性奎宁衍生物的荧光开关特性。,该分子具有电负官能团,是所有分子中具有较好荧光开关性能的官能团之一。

根据以上结果,我们鼓励和激发了分子合成具有电负官能团,并研究了它们的荧光开关性质。所有分子都显示出更好的荧光开关性能,所有被研究分子中的化合物展示了由于氟和甲基官能团的存在,良好的光化学和电化学荧光开关性能。

笔者认为

平衡吸附等温线在描述金属离子与吸附剂的相互作用方面很重要,在吸附系统的设计中也很有用。水生生物对酸碱值的变化敏感,生物处理需要酸碱值控制或监测。此外,重金属的毒性在一定的酸碱值下会增加。

在油漆工业中使用氨溶液作为缓冲剂,以及使用二氧化碳。吸附与表面积直接相关,因为它决定了在孔隙内运输到吸附点所需的时间。因此,吸附剂的粒径会影响其吸附能力。说明了碱改性蒙脱土的粒径对300K汽车废水中金属离子吸附的影响。

参考文献

《生化逻辑门分子开关:构象研究生物系统》，生物电子

《信号传感器分子作为分子开关的功能组织》安丹斯瓦姆亚多，

《在有机溶剂中用布氏催化-丁基糖苷乳酸合成皮肤化妆品》，生物技术