基于酚酞喹啉结构Al3 荧光探针的合成及其性能研究文献综述

 2023-10-19 11:10

文献综述

1、本课题研究的意义和价值

铝元素是地壳中含量最多的金属元素之一,铝制品与人们的生活也是息息相关,如水的净化,药物制作,食品添加剂中都会用到铝。然而铝并不是人体必需的基本元素,研究发现,铝对人体的各个器官都会产生危害,并削弱人体的免疫功能。铝离子的离子半径与人体必要的镁、铁、钙离子半径非常接近,因此会对其他人体必需金属离子产生抑制作用。人体内铝离子过量会影响中枢神经系统,进而引发一系列的疾病,如痴呆、肌肉病变、乳腺癌等等[1-4]。因此实时追踪和检测人体内或环境体系中的铝离子含量至关重要。金属离子的传统检测方法主要有原子吸收光谱法、色谱法、分光光度法、质谱等。这些方法所需的仪器价格高昂,且使用过程复杂,因此荧光探针检测金属离子的方法逐渐被更多人接受。荧光探针具有优异的光物理性质,如长吸收和发射波长,大吸收系数,高荧光量子产率和高的光学稳定性[5],在检测金属离子方面有着广泛的应用前景。

荧光探针通常由荧光基团、识别基团和连接基团组成。识别基团使探针具有特异性选择性,通过配位键和氢键对特定的基团产生络合,并改变探针所处的化学环境。荧光基团通过识别基团络合改变的化学环境输出信号,常见的荧光团有香豆素、氟硼荧、罗丹明、喹啉、花菁素等。连接基团将过程中发生的化学环境改变转化为颜色变化或仪器捕捉得到的信号,连接部分的基团不同,能检测的效果也会发生变化[6]。以席夫碱为连接基团的荧光探针因其具有高灵敏度、操作简单、分析速度快等优良性质受到了越来越多的研究者关注。席夫碱是指由胺与醛或酮缩合的一类具有亚胺或甲亚胺基团的化合物,由于胺与醛/酮的选择性较为灵活,可反应得到一系列席夫碱分子,同时还可调控该类配体物的取代基团及配位环境,与大部分金属元素形成金属配合物,因此在化学分子设计上具有极大的开发潜质。从而衍生出一系列结构存在差异的席夫碱配体[7]

2、课题研究的现状及发展趋势

席夫碱结构在医药、催化、分析化学等方面有重要的作用。在分析领域主要用于鉴别金属离子的性质、分析离子的含量。席夫碱结构与金属离子有较强的配位能力,含有大pi;键的席夫碱,一般具有良好的荧光性能[8],因此,被广泛用于金属离子荧光探针的合成。2016年6月,Yang L等人合成了一种基于酚酞双席夫碱的新型荧光传感器[9],该传感器由酚酞和4-氨基苯丙胺合成。可以检测缓冲溶液中的Al3 和半胱氨酸(Cys),在Al3 存在时存在“开启”和蓝移荧光响应。该探针表现出对Al3 和Cys的高选择性,良好的灵敏度和极低的检测限,也可以用于检测高血清样品中的Cys。2018年12月,Wang Fan团队[10]研究了四苯甲酰基腙-TPE衍生物的合成,用双(4-甲氧基)苯甲酮和苯甲酰肼合成四(3- [苯甲酰腙]甲基-4-羟基苯基)乙烯。苯甲酰基的羟基部分与羟基的结合可以与Al3 进行IV配位,结合Al3 后,探针显出明亮的荧光。经过测试发现该探针对Al3 离子具有高效性和高选择性。目前对Al3 荧光探针的研究中,用席夫碱作为连接基团的荧光探针占多数,且大多数都有容易合成,选择性好,灵敏度高的特点[11-16]

3、本课题的研究思路

席夫碱荧光探针氮原子上的孤对电子金属离子具有良好的配位能力。未桥联的C=N往往会导致 C=N异构化。通过结合特定的金属离子,阻止了C=N异构化的发生,从而提高了荧光性能。喹啉衍生物是一类无毒的荧光发色团,具有大的共轭体系,易于产生pi;到pi;*的电子跃迁[17],由于其自身结构上N原子易在溶剂体系中形成氢键,故原本荧光很弱,当络合金属离子后,氢键会被破坏,从而恢复荧光。本次通过利用酚酞双醛和异喹啉酰肼制备出酚酞喹啉席夫碱衍生物。

本课题以酚酞为原料,通过与六亚甲基四胺反应生成酚酞双醛,异喹啉羧酸与甲醇反应后加入水合肼反应得到异喹啉酰肼,最后两者反应生成酚酞喹啉席夫碱目标产物。对其进行纯化和表征,了解该探针对Al3 的检测性能,及其在实际生活中的应用。

4、参考文献:

剩余内容已隐藏,您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容!立即支付

课题毕业论文、开题报告、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。