羅丹明型熒光探針的合成及對金屬離子的識別研究.pdf

1、過渡金屬離子在生命過程中扮演著十分重要的角色，如Fe3+，Zn2+，Cu2+，Co2+等是維持人體新陳代謝不可缺少的元素。當人體攝入過多或缺乏時會導(dǎo)致很多疾病產(chǎn)生。在環(huán)境中存在的重金屬離子如Hg2+，Cd2+，Pb2+會通過食物鏈積累在人和動物體內(nèi)，從而引起嚴重的衰弱疾病。因此對這些離子的分析檢測在環(huán)境科學(xué)和生命科學(xué)研究領(lǐng)域具有十分重要的意義。設(shè)計和合成具有高選擇性和高靈敏度的熒光探針也備受人們重視。羅丹明由于具有良好的光物理性質(zhì)，如摩

2、爾消光系數(shù)大，發(fā)射波長長，熒光量子產(chǎn)率高，耐光性好等特點，因此被廣泛用于熒光分子探針的設(shè)計合成中。我們以羅丹明B為原料設(shè)計合成了可以分別檢測鐵、銅和汞的三種熒光分子探針，利用光譜法研究了探針對金屬離子的識別特性，具體內(nèi)容如下:
　　 1、以羅丹明乙二胺和方酸二乙酯為原料合成了方酰化羅丹明乙二胺RB1，目標產(chǎn)物結(jié)構(gòu)經(jīng)1HNMR、MS和元素分析表征。RB1能作為熒光探針檢測Fe3+。在室溫下，考察了溶劑、溶液pH值對探針RB1識別F

3、e3+的影響。通過光譜滴定、Job實驗測定了目標物與Fe3+的結(jié)合常數(shù)和配位比。研究結(jié)果表明:該探針RB1在pH為7.02的CH3CN/H2O(95/5，v/v)溶液中可選擇性識別Fe3+，探針對Fe3+的線性響應(yīng)范圍是2.0×10-～9.0×10-5mol/L，檢測限為3.66×10-8mol/L。除Cr3+外，大部分的金屬離子對Fe3+的測定無明顯干擾。隨著Fe3+的滴加，探針RB1的內(nèi)酰胺環(huán)結(jié)構(gòu)發(fā)生開環(huán)，探針化合物RB1和Fe3+

4、形成了1∶1的絡(luò)合物，在λem=583.97nm處產(chǎn)生顯著的熒光增強并伴隨著溶液顏色由無色轉(zhuǎn)變?yōu)樘壹t色。加入過量EDTA后，溶液熒光強度急劇下降，溶液變?yōu)闊o色，說明這是一個可逆的識別過程。
　　 2、通過羅丹明B-肼和8-羥基喹啉合成了一種新型的羅丹明Cu2+熒光探針RB2。目標產(chǎn)物結(jié)構(gòu)經(jīng)1HNMR、MS和元素分析表征。在室溫下，考察了溶劑，溶液pH值和響應(yīng)時間對探針RB2識別Cu2+的影響。通過光譜滴定、Job實驗測定了目標物

5、與Cu2+的結(jié)合常數(shù)和配位比。研究結(jié)果表明:該探針在pH為7.02的CH3CN/H2O(95/5，v/v)溶液中，探針化合物RB2可選擇性識別Cu2+，對Cu2+的線性響應(yīng)范圍是5.0×10-6～4.2×10-5mol/L，檢測限為2.31×10-8mol/L。隨著Cu2+的滴加，探針RB2的內(nèi)酰胺環(huán)結(jié)構(gòu)發(fā)生開環(huán)，并形成RB2-Cu2+1∶2配合物，溶液熒光強度明顯增強并呈桃紅色。加入過量Na2S后，溶液熒光強度急劇下降，溶液變?yōu)闊o色，

6、說明該識別過程是可逆的。
　　 3、以羅丹明B和3-（α-溴乙?；┫愣顾貫樵希O(shè)計合成了一個羅丹明硫內(nèi)酰胺型Hg2+熒光探針RB3，探針RB3結(jié)構(gòu)經(jīng)1HNMR、MS和元素分析表征。在室溫下，實驗主要考察了溶劑，溶液pH值和響應(yīng)時間對探針RB3識別Hg2+的影響，通過光譜滴定、Job實驗測定了目標物與Hg2+的結(jié)合常數(shù)和配位比。研究結(jié)果表明:該探針在pH為7.02的EtOH/H2O(1/1，v/v)溶液中，探針化合物RB3可以