Синтез и исследование краунсодержащих оптических хемосенсоров на катионы щелочных и щелочноземельных металлов

• Автор: Цуканов, Алексей Валентинович
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Содержание
Введение.

Глава 1. Краунсодержащие хемосенсоры на катионы металлов.

1.1. Хромогенные сенсоры

1.2. Флуоресцентные сенсоры.

1.3. Фотопереключаемые сенсоры.

Глава 2. Краунзамещенные азометины и их металлокомплексы эффективные хромогенные хемосенсоры на катионы щелочных и

щелочноземельных металлов.

Глава 3. Флуоресцентные таутомерные хемосенсоры на основе иминов бензофуранового и бензогкумаринового ряда с различными макроциклическими рецепторами.
3.1. Синтез и спектральнолюминесцентные свойства краунсодержащих иминов 5гидрокси2,3тетраметилен и 5гидрокси2,3дифенилбензофуран4карбальдегида и их производных
3.2. Имины 7гидрокси4метилбензойкумарин8карбальдегида флуоресцентные сенсоры на катионы щелочноземельных и переходных
металлов.
Глава 4. Фотопереключаемые краунсодержащие хемосенсоры на катионы металлов
4.1. Фотохромизм и хемосенсорные свойства Ыацилированных кетоенаминов ряда бензо6тиофена.
4.2. Катиониндуцированные фотоизомеризации иминов 3фенилнор
борнадиен2карбальдегида
Глава 5. Теоретическое исследование координации 4аминобензокраун5 и 4аминобензокраун6эфирных рецепторов с ионами
щелочных и щелочноземельных металлов
Глава 6. Экспериментальная часть.
Литература


Помимо щелочных металлов краунэфиры являются эффективными комплексообразующими реагентами для катионов щелочноземельных металлов, РЬ и Т1 , а при введении в их структуру атомов азота и серы они становятся чувствительными к ионам , 2, СсР. Детектирование данных ионов в биологических жидкостях и окружающей среде является особенно важным в медицине и биологии. С одной стороны они включены в различные биологические процессы Ыа, К, 12, Са2, применяются в лечении различных заболеваний 1л, Са2, а с другой могут нанести серьезный вред окружающей среде и здоровью человека Ва2, РЬ2, Т1, , 12, Сс. Таким образом, цель данной работы заключается в синтезе и исследовании спектральнолюминесцентных свойств новых краунсодержащих хромогенных, флуоресцентных и фотопереключаемых хемосенсоров на катионы щелочных и щелочноземельных металлов. Достаточно простая система 1а,Ь способна связывать ионы тяжелых и переходных металлов с сопутствующими изменениями в ультрафиолетовой части спектра. Аналогичным образом, но по отношению к ионам натрия и калия, действует сенсор 2. Однако чаще используются сенсорные системы, поглощающие в видимой области. Этим достигается не только более высокая чувствительность и точность количественного анализа веществ, но и возможность визуального детектирования тех или иных ионов в растворе. Са в крови и плазме человека. Отрицательно заряженные атомы кислорода двух мероцианиновых красителей участвуют в дополнительной координации иона металла, что приводит к внутримолекулярному переносу заряда I , Iэффект это в свою очередь вызывает батохромное смещение длинноволновой полосы поглощения исходных соединений с 0 до 0 нм и разгорание флуоресценции на длине волны 5 нм. Данные сенсоры могут быть использованы для количественного определения кальция в диапазоне
концентраций М0ПО мольл даже в присутствии многократного избытка ионов 2, i, , К См 0. Краунэфир донор и хромофор акцептор в составе большинства других хромогенных хемосенсоров сопряжены между собой и образуют единую 7Гэлектронную систему, принцип их действия также основан на Iэффекте. Изменения, происходящие в спектрах поглощения данных соединений связаны с различным влиянием краунэфирного комплексообразования на энергетические уровни основного и возбужденного состояния. Электронное возбуждение в донорноакцепторных хромоионофорах например, соединения 4а,Ь, 5, 6, 79, ,а,Ь, ас, ас, , как правило, сопровождается переносом электронной плотности в направлении акцепторных заместителей хромофора, поэтому взаимодействие рецептора с положительно заряженным ионом металла в большей степени дестабилизирует возбужденное состояние по сравнению с основным и приводит к гипсохромному сдвигу полосы поглощения. Азокрасители 4а,Ь являются эффективными колориметрическими сенсорами для селективного определения в крови ионов натрия или калия. При комплексообразовании гипсохромное смещение длинноволновой полосы поглощения у данных соединений АХ 0 нм сопровождается изменением окраски раствора от красного до желтого. В работе описаны синтез и спектральные свойства селективного амбидентатного сенсора , содержащего две рецепторные части, выполняющие одновременно роль донора азакраунэфир и акцептора каликсареновая часть. Ионы Ей3 реагируют преимущественно с атомами кислорода каликсарена, тогда как Ыа связывается с азакраунэфиром, что вызывает бато или гипсохромное смещение полосы поглощения соответственно. В работе приведены результаты спектральных исследований серии соединений , содержащих пикриламиновые хромофоры, способные к дополнительной координации с катионами металлов. Обнаружено, что при экстракции солей натрия, калия и лития из водного щелочного раствора в хлороформенный слой происходит ионизация молекул сенсора и селективное взаимодействие того или иного иона металла с краунэфирной полостью, сопровождающееся появлением новой интенсивной полосы поглощения в видимой области. Соединение высокоселективно по отношению к ионам калия. Примечательно, что оно способно образовывать с ионами К внутримолекулярные сэндвичевые структуры, что спектрально проявляется в гипсохромном смещении длинноволновой полосы поглощения. В качестве эффективных сенсорных систем могут применяться также различные хелатные комплексы структуры .