基本信息
- 項目名稱：
- 新穎六核Ru(II)多吡啶配合物的合成及其pH發(fā)光傳感行為的研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 對外界刺激敏感的分子在分子開關方面的潛在應用價值引起了科研工作者的廣泛關注，質(zhì)子的轉(zhuǎn)移就是外界最簡單的刺激條件之一，可導致配合物的性質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)化。釕(II)多吡啶配合物豐富的光物理和氧化還原性質(zhì)容易受外界環(huán)境的影響，并且被證實在pH發(fā)光傳感器方面有著良好的應用價值。本文合成了一個含有咪唑環(huán)的新穎六核釕(II)多吡啶配合物
- 詳細介紹：
- 本文合成了一個含有咪唑環(huán)的新穎六核釕(II)多吡啶配合物，該配合物的咪唑環(huán)不與釕中心配位，因此發(fā)光性能優(yōu)良。通過分光光度滴定和熒光滴定研究了pH值的改變對配合物性質(zhì)的影響，配合物的熒光強度受pH值影響較大，發(fā)光“開-關”比為4:1，因此該配合物在pH傳感器方面有著潛在的應用價值。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 對外界酸堿環(huán)境變化敏感的分子器件由于具有巨大的潛在應用價值而引起了人們的廣泛重視，然而，到目前為止，pH傳感器的研究主要集中在有機分子上，金屬配合物作為pH傳感器的潛在能力還沒有得到充分的開發(fā)?；卺懚噙拎づ浜衔飪?yōu)良的光學性質(zhì)，本文設計并合成了一個新穎六核Ru(II)多吡啶配合物并對其進行pH發(fā)光傳感行為的研究，為合成新型的pH傳感器提供了新的方法和路線。
科學性、先進性及獨特之處
- 科學性：運用質(zhì)譜和核磁對配體及配合物進行了表征，利用紫外-可見光譜和熒光光譜對配合物的pH傳感行為進行了探索，發(fā)現(xiàn)隨著溶液pH值變化，配合物的電荷密度也隨之相應發(fā)生變化，從而導致配合物的紫外可見光譜和熒光光譜性質(zhì)發(fā)生改變。 先進性：（1）對于金屬中心為六的配合物作為pH發(fā)光傳感器是首次報道；（2）該配合物的“開/關”比達到4:1，熒光被有效淬滅。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 由于配合物對外界酸堿環(huán)境變化敏感，通過進一步的修飾，可利用這些配合物實時測定環(huán)境pH值的變化，為環(huán)境的酸堿監(jiān)控提供一個有力的技術支持；可以把這些配合物制成目標靶向分子，測定生物體內(nèi)pH值的變化，檢測生物體的健康狀況。
學術論文摘要
- 對外界刺激敏感的分子在分子開關方面的潛在應用價值引起了科研工作者的廣泛關注，質(zhì)子的轉(zhuǎn)移就是外界最簡單的刺激條件之一，可導致配合物的性質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)化。釕(II)多吡啶配合物豐富的光物理和氧化還原性質(zhì)容易受外界環(huán)境的影響，并且被證實在pH發(fā)光傳感器方面有著良好的應用價值。本文合成了一個含有咪唑環(huán)的新穎六核釕(II)多吡啶配合物，該配合物的咪唑環(huán)不與釕中心配位，因此發(fā)光性能優(yōu)良。通過分光光度滴定和熒光滴定研究了pH值的改變對配合物性質(zhì)的影響，配合物的熒光強度受pH值影響較大，發(fā)光“開-關”比為4:1，因此該配合物在pH傳感器方面有著潛在的應用價值。
獲獎情況
- （1）2011年3月在曲靖師范學院第六屆學生課外科技創(chuàng)新大賽獲“特等獎”。 （2）2011年5月在云南省第六屆大學生課外科技創(chuàng)新大賽獲“三等獎”。
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
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同類課題研究水平概述
- 人工模擬生命的過程，是生物工程的研究核心。在研究過程中，科學家采用生物傳感器檢測生物體內(nèi)所發(fā)生的變化，即將生物傳感器與被測單元通過各種方式“組裝”起來，通過調(diào)控單元完成開關動作。經(jīng)過精心設計的熒光分子開關，可以制成各種智能化的生物傳感器。 熒光分子開關是超分子化學的重要組成部分，其特點為可實現(xiàn)“開-關”動作，實現(xiàn)人與分子的“對話”。熒光分子開關在對客體的分析和檢測中具有突出優(yōu)點，如通過熒光強度的變化可以直觀地體現(xiàn)客體的存在，方法簡單、安全、靈敏度高，甚至單個分子也可檢測；測量是非侵入性的，對樣品不具破壞性。近年來熒光分子開關在環(huán)境分析、臨床醫(yī)學和顯微技術等領域得到了廣泛的應用。利用環(huán)境酸堿度的變化來調(diào)控分子實現(xiàn)“開-關”動作是目前研究熱點之一，釕(II)多吡啶配合物具有豐富的光物理和電化學性，且容易受外界環(huán)境酸堿的影響，因此目前國內(nèi)外眾多的科研工作者都在開展這一方面的研究。 配合物1-4都是利用羥基負離子的質(zhì)子化實現(xiàn)熒光off-on開關行為的。在化合物3中，羥基和吡啶環(huán)分別處于苯環(huán)的1、4位，此時酚羥基的去質(zhì)子化對熒光的淬滅作用遠高于配合物4。 Grigg等通過在母體Ru(bpy)32+中引入對叔丁基杯?4?芳烴合成得到化合物5a-b。他們發(fā)現(xiàn)由于分子內(nèi)光誘導電子轉(zhuǎn)移，降低pH值導致5a的發(fā)光淬滅，但是在遠端的羥基處引入正丁基后，5b的發(fā)光不隨pH值的改變而改變，這主要是在遠端的羥基處引入正丁基能大大降低分子內(nèi)光誘導電子轉(zhuǎn)移速度，從而也大大減弱pH值對化合物發(fā)光的影響。Ru(II)配合物6和7是利用羧酸根的質(zhì)子化以實現(xiàn)對熒光on-off行為的調(diào)控。 化合物8和化合物9都是利用咪唑環(huán)上的氮原子在不同pH值下與質(zhì)子的結(jié)合能力不同，從而呈現(xiàn)熒光的of-on-off'響應。以配合物8為例，在酸性條件下，咪唑環(huán)上的氮原子得到質(zhì)子，配合物以8a的形式存在，熒光實現(xiàn)off-on響應，在堿性條件下，咪唑環(huán)上的氮原子失去質(zhì)子，配合物以8b的形式存在，熒光實現(xiàn)on-off響應。除了這幾個例子之外，國內(nèi)外還有多個課題組在釕配合物的pH發(fā)光傳感器方面也做出了很多優(yōu)秀的工作。
