雜環環苯衍生物作為強有力的有機熒光開關分子的合成

前言

近年來,有機光發光材料因其在光學信息存儲、光電調節分子開關等方面的廣泛應用而引起了研究人員的關注，例如化妝品，紡織品，有機發光裝置等等。根據熒光特性和化學品之間的相互轉換,可光切換有機熒光材料具有廣闊的應用前景。

奎寧是眾所周知的分子,不僅在生物學應用中,而且包括電化學和熒光應用。在所有研究熒光開關特性的分子中，由於在熒光單元的第四位存在弱強的電子退出官能團,顯示出良好的熒光開關性能。

所有合成的化合物均具有良好的熒光開關性能,並通過紫外-可見光、光致發光和循環伏爾塔格拉姆技術進行了研究和確認。利用紫外可見光、光致發光和循環伏爾泰格拉姆技術研究了這些化合物的熒光開關性能。

兩種典型形態的光致變色團

奎寧是眾所周知的有兩種典型形態的光致變色團。與此同時,光電、熒光探針和熒光傳感器器件在光照射的影響下,一種顏色的對苯二酚和無色的對苯二酚。這兩種形式可以通過化學或電化學刺激相互轉換。

然而,基於光致色度的熒光開關實際上是未知的。在質子介質中,通過交換兩個質子和兩個電子進行對苯二酚的相互轉換是可逆的過程,這種氧化還原系統涉及到各種生物電子傳輸系統。已被證明是好的電子受體,而對苯二酮是非常好的電子受體和電子受體。

伊洛斯等人報道稱,具有典型合成工藝的同一類雜環五氯酮和作為熒光體添加在氟單元中的丹西爾氯化物。在我們的上一次報告中,我們成功地合成了不含任何額外熒光光的簡單奎寧衍生物,並演示了它們的熒光開關功能。

本研究的目的是研究這些結構特徵將如何影響其光化學性質。所有合成的化合物都用紅外光譜進行了徹底的表徵, 核磁共振和質譜分析。利用紫外-可見光、光致發光和循環伏爾泰拉姆技術對熒光開關性能進行了研究和驗證。

材料和方法

在毛細管中,使用數字熔點儀檢查了所有合成化合物的熔點,發現未修正。所有的分析級化學品和溶劑都是從印度的西格瑪-奧爾德里希和默克購買的。用薄層色譜法對所有反應的進展和完成情況進行了監測。

所有化合物都用紫外-可見分光光度計用甲醇作溶劑進行了表徵,並用顆粒進行了紅外光譜儀的表徵中的核磁共振光譜學，使用四甲基硅烷作為內部標準。化合物的發射光譜在熒光分度計中,以甲醇為溶劑進行了研究。用電子電離法測定了高分辨率質譜。

利用電化學工作站對化合物的電化學氧化性能進行了研究。研究發現,此方法的收率僅為邊際，但當反應在乙醇和醋酸的混合物中進行時,反應產生了很好的收率。但是單在乙醇中進行反應根本不成功,產量很低。

溶液組合物對於優化水解和縮合以製造具有理想分子篩分能力的膜至關重要。為了形成膜，將溶膠塗覆在多孔載體上，然後在惰性氣氛中在300-700°C下煅燒。各種加工參數會影響膜的均勻性、機械性能、分子分離性能和化學穩定性。

控制溶膠粒徑以及水解和冷凝程度是製造無缺陷和分子篩分膜的關鍵。溶膠顆粒應足夠大以避免它們滲透到多孔載體中，但又不能太大以在合成膜中引起空隙。增加水解度會增加硅醇含量，煅燒後的鍵，從而增加篩分尺寸的能力。

為了進一步證明聚乙烯-化學氣相沉積在大規模製造中的適用性，在多孔載體上採用了露天聚乙烯-化學氣相沉積。主氣體氮氣通過儲液器鼓泡到等離子噴嘴並噴射支架上。膜的結構和分離性能會受到氣體混合物中塗層循環次數和濃度的影響。

鹼性催化劑促進縮合，產生高度縮合的物質和大團聚物，非常適合介孔膜。在吸附研究中,必須確定溶液初始酸鹼值的影響,因為它影響吸附劑的表面電荷、電離度和吸附質的規格。從汽車廢水中對金屬離子的吸附作用與溶液的初始酸鹼值有關。

將金屬摻入硅膠膜可以提高分離性能，通常通過在溶膠溶液中引入金屬醇鹽或金屬鹽來實現。二氧化硅中的金屬有兩種形式：金屬離子或嵌入的金屬/金屬氧化物顆粒。金屬離子可以與二氧化硅網絡形成共價鍵，減小孔徑。

在酸鹼值大於零電荷的情況下,金屬離子的吸附達到了最大值。酸鹼值大於鹼性改性蒙脫土酸鹼值 ,吸附劑的表面是負電荷的,有利於正電荷金屬離子的吸附,而在較低的PH值,表面是正電荷和排斥。

通過熱處理或等離子處理氧化聚硅氧烷是製造硅膠膜的一種有吸引力的方法。首先，聚硅氧烷優異的薄膜成型性允許在多孔基材上進行一步式無缺陷塗層。其次，等離子體處理的低溫允許使用廉價的多孔基材。熱工藝和等離子工藝在工業中都很容易用於大規模製造。

證實了對苯二酚的還原

其中的化合物與卡唑奎寧核的環戊奎寧和發現丹西爾卡巴唑奎寧具有抗核作用，除化學及電化學熒光活動外。然而,"關閉"熒光開關屬性迄今尚未測試這些系統。化合物的特性用紫外-可見光和循環伏爾泰格拉姆證實了對苯二酚和對苯二酚的轉換。

這些研究證實了對苯二酚轉化為對苯二酚還原。不需要進一步的光譜構造來表徵氧化還原物。利用紫外可見光、光致發光和循環伏爾塔格拉姆技術對熒光開關性能進行了研究和論證。

這些過程是可逆的,通過紫外-可見光吸收可以證實,轉換成對苯二酚和對苯二酚氧化還原物幾乎是100%。從化合物的紫外光譜 ,進行了激發,並對苯二酚系統沒有表現出很好的發射光譜和對苯二酚表現出更好的氧化還原反應發射光譜。

由於未將被激發的磺胺體系中的電子轉移到卡巴洛酮受體上,因此在分子激髮狀態下的二苯氟酮系統的發射光譜完全被熄滅,但在硼氫化鈉的幫助下,發生了一種化學熒光作用,即把對苯酮還原為對苯二酚。

化合物的濃度研究了用於紫外-可見光譜研究的熒光特性。二酮顯示高強度發射。化合物的排放 不依賴於溶劑,在極性有機溶劑中完全淬火。對苯二酚不完全轉化為苯二酚的酒精介質的淬火結果。

化合物由於電子回收和捐贈功能群的存在,展示了更好的發射光譜。化合物在芳烴環上有甲基和硝基官能團,並且由於電子通過間隔器從對苯二酮向分子二氟酮系統轉移而產生更好的發射。

在所有化合物中,都觀察到了一些來自五氯酮的排放。玻璃碳、鉑和銀導線分別作為工作電極、計數電極和參考電極。從所有的電化學氧化還原過程觀察到兩個電子還原和氧化.所有電位均報告在銀導線上。

用化學方法和電化學方法都可以將奎寧還原為對苯二酚,這是一個可逆的過程。在所有化合物中,第一個可逆還原波代表的是,將一個電子加到對苯二酚中,形成半氫苯二酚陰離子。第二個可逆還原波表明另一個電子加入到對苯二酚,形成對苯二酚。

平方根掃描率與峰值電流圖建立了它們之間的線性關係,這反過來又證實了這是可逆的,擴散控制過程對電化學還原和氧化。我們研究了簡單雜環性奎寧衍生物的熒光開關特性。,該分子具有電負官能團,是所有分子中具有較好熒光開關性能的官能團之一。

根據以上結果,我們鼓勵和激發了分子合成具有電負官能團,並研究了它們的熒光開關性質。所有分子都顯示出更好的熒光開關性能,所有被研究分子中的化合物展示了由於氟和甲基官能團的存在,良好的光化學和電化學熒光開關性能。

筆者認為

平衡吸附等溫線在描述金屬離子與吸附劑的相互作用方面很重要,在吸附系統的設計中也很有用。水生生物對酸鹼值的變化敏感,生物處理需要酸鹼值控制或監測。此外,重金屬的毒性在一定的酸鹼值下會增加。

在油漆工業中使用氨溶液作為緩衝劑,以及使用二氧化碳。吸附與表面積直接相關,因為它決定了在孔隙內運輸到吸附點所需的時間。因此,吸附劑的粒徑會影響其吸附能力。說明了鹼改性蒙脫土的粒徑對300K汽車廢水中金屬離子吸附的影響。

參考文獻

《生化邏輯門分子開關:構象研究生物系統》，生物電子

《信號傳感器分子作為分子開關的功能組織》安丹斯瓦姆亞多，

《在有機溶劑中用布氏催化-丁基糖苷乳酸合成皮膚化妝品》，生物技術