1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
本课题的意义:
荧光分子探针通常包括荧光团、识别基团和连接基团,其中荧光团和识别基团之间以共价键相连。荧光分子探针的信号通常是用荧光强度、荧光寿命或荧光波长的变化来表示。其主要识别机理有光诱导电子转移(pet)[1]和分子内电荷转移(ict)等。对于基于pet机理的化学传感器,荧光团通常通过一个间隔基团连接到一个含非键电子对的识别基团,光照后识别基团中的非键电子向激发态荧光团转移,并使荧光淬灭。若这对电子与阳离子配位,则该识别基团的氧化电位提高,使其 homo轨道能级低于荧光团的homo轨道能级,因此,由识别基团到荧光团的光诱导电子转移过程被阻断,从而使被激发的荧光团能够重新回到基态并发出荧光。在不同的分析方法中,基于荧光探针的分析方法具有灵敏度高、选择性好和实时原位检测等优点,是实现环境中和生物体内多种物质成像检测的理想工具。而在众多可用于设计合成荧光探针的荧光团中,香豆素及其衍生物具有优良的光化学和光物理性质,如具有stokes位移大、荧光量子产率高、光稳定性好以及毒性小等优点,引起了科研人员的广泛关注。相比之下,设计合成基于香豆素配体的新型功能化金属配合物却缺乏系统的研究。重要的是,相比来说香豆素金属配合物的荧光性质更为有趣。这是因为它不仅受香豆素配体化学结构的影响,还受所选金属离子的种类和配位方式的影响。研究新型香豆素金属配合物,有望获得具有特殊功能的新结构用于荧光传感分析的领域。
国内外研究概况:
2. 研究的基本内容和问题
研究的目标和内容:
(1)首先合成能够修饰于香豆素的一些小分子含氮配体,通过共价键修饰于香豆素母环3-位或4-位,得到相应的香豆素荧光配体;
(2)研究所制备的香豆素荧光配体与重金属离子的配位情况,通过核磁、质谱和光谱分析等手段对所得配合物进行表征,确定其结构;
3. 研究的方法与方案
研究方法:
首先进行香豆素配体的设计。第一步进行所需香豆素衍生物母环的合成。在母环合成之后对其进一步修饰,得到新型的配体结构,对产品进行柱层析提纯,之后进行核磁,红外和质谱等表征,确定配体的正确性。研究所得配体与特定金属离子的配位行为,制备新型的配合物结构,并进行核磁、质谱、红外、紫外-可见和荧光光谱的表征。研究其荧光性质,并拓展其在荧光传感领域,尤其是阴离子检测方面的应用。
技术路线:
4. 研究创新点
特色或创新之处:
(1)在香豆素母环上引入金属配位单元并构建相应的配合物结构,该研究尚无系统报道,且相关文献也十分罕见;
(2)本方案将会系统地研究香豆素配体及其金属配合物的荧光特性,有望发展出基于该类化合物的高性能荧光探针分子。
5. 研究计划与进展
研究计划及预期进展
一、2017.11-2017.12 查阅文献资料,了解相关方面的知识。
二、2017.12-2018.1 确定实验方案及方法,合成反应母环。
