吡咯是一种天然存在的五元杂环化合物。它可以与醛缩合生成线性二吡咯、三吡咯及多吡咯。这些线性吡咯低聚物一方面被广泛用作合成卟啉类化合物的中间体，另一方面，线性多吡咯化合物可以利用其亚氨基N和氨基NH基团分别与金属进行配位以及阴离子发生氢键作用，从而产生颜色和荧光的变化，并作为荧光探针用于检测重要的金属离子和阴离子。然而，该类化合物在荧光探针方面的应用却没有引起足够的重视。在此，我们尝试合成含不同取代基的多吡咯化合物，研究溶剂、聚集状态以及与生物大分子相互作用对其荧光性质的影响，为发展新型的多吡咯光电功能材料提供实验基础。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 4
1．1 实验耗材与仪器 4
1．1．1 试剂与溶剂 4
1．1．2 实验仪器 4
1．2 合成路线与方法 4
1．2. 1 HJB1的合成 4
1．2. 2 HJB2的合成 5
1．2. 3 HJB3的合成 6
1．2. 4 HJB4的合成 7
2 结果与分析 8
2．1 主要仪器 8
2．2 测试方法 9
2．3 对HJB2的光谱性质的探究 9
2．4 对HJB3的光谱性质的探究 10
2．5 对HJB4的光谱性质的探究 11
3 讨论 13
3．1 溶剂效应的影响 13
3．2 取代基的影响 13
3．3 展望 13
致谢 13
参考文献： 14
次甲基二吡咯化合物的设计合成与发光性能调控
引言
引言
次甲基多吡咯化合物易于合成和修饰，具有特殊的发光性质，其发光可以通过多重途径进行调控[1]。然而目前如何精确地调控次甲基多吡咯化合物的荧光却缺少系统的研究和结论[2]。本次实验探究的是具有不同取代基结构的次甲基多吡咯化合物具有的荧光效应，以及对其发光性能的影响因素的研究。
 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072* 
而荧光探针，是指一类在紫外可见近红外区有特征荧光，并且其荧光性质（激发和发射波长、强度、寿命、偏振等）可随所处环境的性质，如极性、折射率、粘度等改变而灵敏地改变的一类荧光性分子[3]。若其与核酸（DNA或RNA）、蛋白质或其他大分子结构通过非共价相互作用从而发生荧光性质改变，则可用于研究大分子物质的性质和行为[4]。
荧光探针常用于荧光免疫法中标记抗原或抗体，亦可用于微环境，如表面活性剂胶束、双分子膜、蛋白质活性位点等处微观特性的探测[5]。该类分子通常要求摩尔吸光系数大，荧光量子产率高;荧光发射波长处于长波长且有较大的斯托克斯位移;用于免疫分析时，与抗原或抗体的结合不应影响它们的活性[6]。也可用于标记待定的核苷酸片断，用与特异性地、定量地检测核酸的量[7]。
金属离子和阴离子在许多工业和生化过程中起着重要的作用，所以对于金属离子和阴离子的检测，则具有诸多重要的意义[8]。而小型有机分子传感器对目标离子的检测具有成本低、灵敏度高、方便等优点。在这方面，吡咯具有无可比拟的优势。它可以很容易地合并成线性以及大环共轭结构，如二吡咯，卟啉和拓展卟啉，如图1所示。这些可以分别利用亚氨基N和氨基NH基团结合金属离子和阴离子[9]。这些化合物可用作比色法或荧光法离子探针，具有色彩鲜艳、荧光变化快、结构易于修饰功能化，可调发射波长的特点。与正常卟啉相比，二吡咯和三吡咯更适合设计荧光“开启”金属离子探针，因为它们可以灵活的确认和金属离子配合，并且能改善刚性，使荧光增强效果明显[10]。


图1 典型的低聚吡咯化合物的骨架结构
二吡咯是卟啉的合成的中间体，能与金属离子发生配位作用[11]。然而，二吡咯很少用于金属离子的荧光测定。基于这些考虑，Albrecht，Willms，Albrecht等人扩展了二吡咯传感器中金属离子的配位位点[12]。配体L1H和L2H是从二吡咯1氧化成二醛2，然后加肼形成，如图2所示。由于缺少水溶性基团，L1H可以溶于醇，而L2H由于分子结构中存在单糖结构可溶于水。配体的金属配合物可以通过室温下配体在甲醇中在碱存在下与等量的金属反应得到相应的盐。L1H及其锌配合物的质子核磁共振谱显示信号在d=8.08处有明显的偏移。同时检测到在d=12.9处吡咯NH的宽信号在被金属离子取代后消失。L1H和L2H能够与所研究的多重金属相互结合，并表现出不同的结合能力。


图2二吡咯配体L1H和L2H的制备.Mes=2,4,6三甲基苯基
次甲基二吡咯和三吡咯传感器D1–D4在检测金属离子时显示CHEF型荧光。这类基于螯合作用（CHEF）的荧光传感器制备相对简单，因为它们只需要一个必要的螯合单元。次甲基多吡咯类化合物一般表现出弱荧光或无荧光，它们的一些金属配合物或硼配合物却表现出强烈的荧光，这意味着它可开发为“开启”型荧光金属离子传感器。研究发现，添加1当量Zn2+后，D1–D4的荧光均得到明显增强，且具有绿色（D1）和红色（D4）之间的可调发光特性，D4的发光强度增强至72倍，如图3所示。本工作的优点在于波长超过600纳米的情况下发射荧光的增强型锌离子CHEF传感器相对来说仍然很稀少，且荧光波长可以调控。
D1D4通过简单的二吡咯甲烷或三吡咯甲烷的氧化反应能容易被合成，在DMF中加入Zn2+后，用1H NMR、13C NMR和HRMS进行表征，荧光增强到即使肉眼也很容易看出。为了详细研究传感行为，紫外可见光谱测量了添加Zn2+后传感器的变化。例如，对于D4，将Zn2+滴定到其DMF（二甲基甲酰胺）溶液中。导致颜色从红色变为蓝色，紫外可见光谱中以532 nm为中心的峰逐渐减少，同时出现新的624纳米波段。D1、D2和D3观察到类似的吸收变化。这些光谱变化可以归因于锌配合物的形成，如预期一样。荧光增强可归因于CHEF效应与好的刚性和平面性，因为有锌离子螯合诱导的传感器分子各自的晶体结构的支撑作用。

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