（有机化学专业论文）偶氮分子为连接臂的金属离子探针的设计、合成及光学性质研究.pdf

中文摘要 本论文以偶氮苯为母体，在其两端连接不同的识别基团和荧光团，得到了一 系列性质各异的金属离子探针，用荧光光谱和紫外光谱研究了这类探针对不同金 属离子的识别能力。 在连接臂上分别引入o 、n 和s 原子等作为识别基团，合成了侧链中不含荧光 团的偶氮类化合物，测定了在紫外光照射下金属离子对光致异构化的影响。发现 侧链基团的给电子能力越强，达到异构化平衡的时间越长，顺式异构体的比例也 越大。同时发现一种对c u 2 + 有紫外响应的偶氮化合物，通过研究其紫外和荧光光 谱变化，证实该化合物与c d + 络合形成l ：2 的络合物。 当偶氮苯两侧为9 葸甲硫基时，得到了一类h 9 2 + 荧光增强型探针，该类探针 为典型的p e t 荧光探针。在该体系中，除了s 原子参与的p e t 过程外，还首次发现 了偶氮分子的共轭万电子体系参与的p e t 过程。基于此机理，我们设计合成了以 二甲胺基为供电基的含葸的荧光探针，研究证明，后者不仅对h 9 2 + 的识别具有专 一性和高灵敏性，而且加入h 孑+ 后紫外光谱发生明显红移，颜色由黄色变成红色。 以萘为荧光团时，分别用含s 和n 原子的侧链连接，得到了完全不同的识别 效果。当侧链为亚丙二硫基连接时，得到的偶氮化合物对c u 2 + 有专一性识别作用， 且连接位置的改变对识别能力有很大的影响。我们用g a u s s i a n0 3 程序计算了 该类化合物与c u 2 + 的配位结构，发现偶氮分子中的n 原子和侧链上的s 原子都参与 了配位，与c u 2 + 形成l ：l 络合物，通过荧光滴定实验证实了该推论的正确性。以 n 原子代替s 原子时，得到的偶氮类化合物对金属离子没有明显的选择性识别， 同样以计算化学手段研究了这种识别能力的差异性，为今后设计合成荧光探针提 供了理论基础。 关键词：荧光探针偶氮分子金属离子计算化学 a b s t r a c t as e r i e so fn o v e lf l u o r e s c e n tp r o b e sf o rm e t a li o n sw i t hd i f f e r e n tr e c e p t o r sw e r e d e s i g n e da n ds y n t h e s i z e db a s e do nt h ea z o b e n z e n e t h eu v - v i s i b l ea n df l u o r e s c e n c e p r o p e r t i e so fa z o b e n z e n ed e r i v a t i y e sw i t h n o n - f l u o r e s c e n tg r o u p si nt h er e c e p t o r sw e r ei n v e s t i g a t e d o ，na n dsa t o m sw e r e i n t r o d u c e di n t ot h er e c e p t o r sr e s p e c t i v e l ya sal i g a n do fm e t a li o n s t h ec i s t r a n sr a t i o s o ft h e s ec o m p o u n d su n d e ri r r a d i a t i o no fah i g h p r e s s u r e h g - l a m pe q u i p p e dw i t ha c o l o rf i l t e r0 ： _ _ 一、 f l u o r o p h o ”| s p a c e rr e c c p t o u () l l 卜_ _ 1 圈1 4p e t 荧光开关原理示意图 f i g 1 - 3 t h ea b r i d g e d g e n e m lv i e wo f p r i n c i p l eo f p e t f l a o r e s c e n ts w _ k h e s p e t 荧光探针的作用机理可由前线轨道能量来进一步说明( 见图1 _ 4 ) 1 1h o m 0 f l u o r o p h o r e b o u n dr e c e p t o r 图1 4 p e t 机理的前线辘道理论示意图 f 醵1 - 4f m n t i e ro r b i t a le a e r g y d i a g r a me l a b o r a t i n g t h e m e c h a n i s m o f p e ts w i t c h 蜉 大多数情况下，荧光团受光激发后激发态的能量足以氧化探针分子的受体 p 一 斗| ； 天津大学博士学位论文第一章绪论 部分，受体最高占有轨道( h o m o ) 电子便向荧光团的h o m o 转移，使得荧光团 的激发态电子不能回到基态，从而阻止了荧光团的发射过程，p e t 导致荧光猝 灭。 受体结合客体后氧化电位升高，使得受体的h o m o 在能量上低于荧光团的 h o m o ，上述p e t 过程在热力学上不允许，结果是荧光得到了恢复，这就是荧 光的“关一开”过程。与此相对应，当受体未结合客体时，并没有发生p e t ， 此时荧光保持，当结合客体后，探针受光激发导致荧光团电子向受体部分转移， 荧光被猝灭，这就是荧光的“开一关 过程 7 5 , 7 6 1 。 作为一种重要的光物理现象，人们对p e t 过程进行了大量研究，但利用这一 过程设计荧光传感器和荧光分子开关还是近二十年来的事情【7 7 _ 7 9 1 。众所周知，金 属离子、阴离子和糖类在生命过程中扮演着十分重要的角色，制备能够特异性检 测这些物质的荧光传感器显得十分重要，而p e t 荧光探针是当前应用最广泛的一 类探针。 m o r a w e t z 8 0 1 等最早将p e t 探针用于氢离子识别。化合物2 2 8 是第一个识别 客体氢离子的探针，n 被质子化后，阻断了p e t 过程，使得荧光增强。在此基 础上开发了一系列烷基苯胺类氢离子探针，化合物2 3 8 2 1 和2 4 1 8 3 1 是这一类典型物 质。 2 3 m e ， 2 4 荧光团和受体的复合应用以及受体分子接受金属离子客体的多样性使荧光 开关p e t 体系具有更为广泛的应用。冠醚作为一类有效的识别基团对碱金属、 碱土金属等都有很好的选择性。 天津大学博士学位论文第章绪论 厂、 广n h h n n h l n h h n ， 2 8 化合物2 5 驯是以葸为荧光团，氮杂冠醚为受体的一个p e t 荧光探针，络合k + 后荧光增强。化合物2 6 8 5 1 是以香豆素为荧光团的p e t 探针，可用于c a 2 + 的萃取。 化合物2 7 | 8 6 】除了氮杂冠醚络合金属后导致p e t 阻断使得荧光增强外，还能观测到 t i c t 产生的荧光红移现象。由于这类氮杂冠醚含：h - n 原子，容易被质子化，因此 除了对金属离子有选择性外，还是一类p h 敏感的荧光探针。在合适的p h 下，全 氮杂冠醚1 8 a n e n 6 和1 2 a n e n 4 作为受体得到的化合物2 8 8 刀和2 9 t 8 扣蚓是z n 2 + 的荧光 “关一开”开关。 3 13 2 + 跫2 n h 2 受体冠醚除了络合金属离子阻断p e t 外还可以通过氢键作用来阻断p e t ， 从而产生荧光。化合物3 0 9 1 1 可以识别有机阳离子b u a n e 1 ，4 d i a m m o n i u mi o n s ，质 子化的n 原子上的氢与冠醚上n 和o 原子存在氢键作用，阻断t n 上孤对电子向葸 天津大学博士学位论文 第一章绪论 转移的p e t 作用，从而产生荧光。基于同样的原理，化合物3 1 9 2 x 寸p e n t a n e 1 ，4 d i a m m o n i u mi o n s 有特异识别作用。化合物3 2 9 3 】含有两个识别基团，冠醚环和 质子化的胍基分别通过氢键与氨基正离子和羧基负离子作用，对p 氨基丁酸两性 离子有很好的识别作用。 基于p e t 的荧光探针也被用在生物学特别是糖类、多肽以及d n a 的原位识别 中。化合物3 3 【9 4 j 中硼酸与糖络合后，阻断了n 上孤对电子向蒽环转移的p e t 过程， 使荧光增强。化合物3 4 9 5 j 具有一定的立体选择性，对于葡萄糖有很好的选择性。 含有手性识别基团的化合物3 5 9 6 】对于单糖的不同对应异构体有特异选择性识别。 3 3 ( o h ) 2 3 43 5 h ) 2 阴离子在生命过程、环境变迁中发挥着重要的作用，因此，发展能够识别阴 离子的p e t 荧光传感器成为化学家们研究的热点问题【9 9 9 1 。g u n n l a u g s s o n 等【1 0 0 1 制 备了以葸为荧光基团，硫脲为识别基团的化合物3 6 。当二酸加入后，硫脲与二酸 结合，s 原子还原电势增加，降低了从受体到激发态蒽的电子转移效率，使得p e t 过程被部分恢复，荧光强度降低9 5 。细胞内f 一的测定不能用常规的离子选择性 电极法测定。j a m e i x 组【1 0 1 】分别以苯和萘为发色团，苯硼酸为受体，设计制备了 p e t 型荧光传感器3 7 和3 8 ，该传感器对f 一具有很高的测定灵敏度和选择性，其他 卤素离子不受影响。 f 3 c 仑 3 6 o 吼卧跳 3 7 3 8 ( o h ) 2 b囝 天津大学博士学位论文第一章绪论 利用p e t 荧光探针设计不同的分子开关和逻辑门分子器件也成了现今科学家 研究的重点。d es i l v a t 旧2 】设计合成的荧光探针3 9 就是一个对质子具有 “o 仃翻- o 仟型开关效应的例子。当体系p h 为碱性时，存在叔胺n 原子到葸的p e t 过程，体系荧光很弱。酸化体系p h = 6 左右时，叔胺n 被质子化，p e t 过程被 阻断，体系荧光恢复。继续酸化使叔胺和吡啶环上的n 均被质子化后，发生蒽到 吡啶环的新的p e t 过程，体系荧光又被淬灭。这样，该荧光开关分子对质子表 现为“o f - o n - o f j f ，型复杂开关响应。 3 9 s c n 在有些p e t 体系中，一个受体在接受一个客体后，利用这个客体与另一个 客体之间的相互作用，可以再接受第二个客体，形成更加复杂的荧光分子开关体 系。1 w a t a 等1 0 3 1 报道的化合物4 0 就是一例。当冠醚受体络合b a 2 + 离子后，先是 呈现“o f f - o n ”开关变换；第二个客体s c n - 进入时与b a 2 + 离子络合，又呈现 “o n o f f 开关变换。这是因为b a 2 + 离子进入冠醚空腔，阻碍了从受体冠醚到荧 光团的p e t 过程，产生荧光；而s c n 一离子与b a 2 + 离子形成络合物作为中性 分子客体结合于冠醚空腔中，冠醚只具有协调配体作用，因此又启动了p e t 过 程，荧光猝灭。单一输入呈现y e s 态，而双重输入呈现n o 态，这种逻辑现 象己被大量应用。 1 4 3 激基缔合物( e x c i m e r ) 两个相同的彼此独立的荧光团连接到一个受体分子的合适位置时，其中一个 被激发的荧光团会和另一个处于基态的荧光团形成分子内激基缔合物。这类体系 天津大学博士学位论文第一章绪论 的形成取决于荧光团间的距离，而且受浓度的影响也比较大。它的发射光谱有较 大的红移，表现为一个新的、强而宽的发射峰。萘、葸、芘等荧光团由于具有较 长的激发单线态寿命，易形成激基缔合物，常常被用于此类探针中。通常是两个 荧光团通过柔性链连接，当客体与柔性链作用后，改变了荧光团的距离，二者相 互靠近形成激基缔合物，见图1 _ 5 。 图l _ 5 客体诱导产生激基缔合物的机理 f i g i - 5t h em e c h a n i s mo fg u e s t - i n d u c e de x c i m e r 4 1 4 2 n a k a m u r a 小组【1 叫合成的化合物4 1 是两个葸通过柔性醚链连接的，当c a 2 + 与 醚链络合后，两个蒽环被拉近，产生激基缔合物，使得单体葸的荧光减弱，出现 一个新的激基缔合物的荧光峰。化合物4 2 1 0 5 1 与此类似，c u 2 + 与醚链络合形成类 冠醚状，两个芘被拉近，单体荧光下降，激基缔合物荧光增强。当与c a 2 + 和c d 2 + 络合后，两个荧光团距离变远，使得单体荧光增加。 天津大学博士学位论文 第一章绪论 1 4 4 电子能量转移e e t ( e l e c t r o n i ce n e r g yt r a n s f e r ) 两个不同的荧光团中，若其中一个荧光团( d o n o r ) 的发射光谱和另一个荧光 团( a c c e p t o r ) 的吸收光谱有一定的重叠，当两个荧光团距离合适时，就会观察 到能量由d o n o r 向a c c e p t o r 转移，这就是电子能量转移( e e t ) 过程。 e e t 近来广泛用在生物酶的活性检测中。化合物4 3 t 1 0 6 1 是一个检测磷酸二 酯酶活性的荧光探针，供体和受体分别是香豆素和荧光素类的荧光染料。不加 磷酸二酯酶时，发生电子能量转移，主要发生荧光素的荧光。加入酶水解酯键 后，两个荧光团分离，e e t 停止，以香豆素荧光为主。这一性质也可应用于蛋 白的结构研究以及蛋白间相互作用等。 o o 。詈。 1 5 偶氮类荧光试剂研究进展 4 3 o 偶氮化合物作为一类重要的有机试剂，在染料方面有极其广泛的应用。这 类化合物具有光致顺反异构化性质，异构化过程中伴随着结构及光学性质的改 变，因而在光信息存储、光开关和非线性光学等领域有广阔的应用前景【1 0 7 】。 偶氮试剂在荧光分析中应用很广，主要包括邻羟基偶氮试剂及杂环偶氮试 剂等【1 0 8 】。其中2 ，2 一二羟基偶氮试剂应用较多，它们与金属离子生成螯合物的 组成取决于金属离子的半径及电荷、反应介质的p h 范围、试剂结构及用量等因 素，其试剂与螯合物的结构如图l “所示，i i 和1 1 1 的荧光较强。 天津大学博士学位论文第一章绪论 o m d ，7 鲈 i n o 文b i ii i i 图1 “2 ，2 一二羟基偶氮苯络合物结构互变示意图 f i g 1 - - 6t h es t r u c t u r eo f m e t a li o n sc o m p l e x e s 这类试剂与a i ”、g a 3 + 并 i m 9 2 + 等离子反应形成具有荧光的络合物，以荧光镓 试剂4 4 1 0 9 1 最为典型，检测灵敏度可到1 p p m 。h i r a “1 1 0 1 等比较研究了在2 ，2 一二羟 基偶氮苯的邻、间、对位引入不同取代基的偶氮试剂，发现过铬紫y 4 5 对a 1 3 + 有 很好的选择性。 h 。寻o h n = 0 3 hh 。仓州囝 啪3 够：麓。 c io 0 nh q h 。寻州宅 s 0 3 h h 。d ：n 勘h 。寻州囝 荧光镁试剂4 6 【1 1 1 1 是杂环偶氮试剂的代表，对m 孑+ 有极高的选择性，检测限 达到2 n m l ，且不受c a 2 + 等杂质离子的干扰。另夕b p a n 4 7 ，p a r 4 8 也是广泛应用 的偶氮试剂。 偶氮试剂与杯芳烃【1 1 2 ，1 13 1 、卟啉1 1 4 1 等大环分子结合，广泛的用于生物化学、 环境科学、材料科学、医药等领域。 1 6 本论文研究内容 基于以上荧光分子探针的基本原理，主要设计、合成了过渡金属及重金属离 子荧光分子探针，并对其光学性能进行了研究。 本文以偶氮苯为母体，在其两端接上不同的识别基团，合成了一系列偶氮化 合物，研究其紫外及荧光光谱性质。由于偶氮苯本身没有荧光，我们在其端位引 一 ： l h 州 4 g 天津大学博士学位论文第一章绪论 入含荧光团的取代基，如萘、葸等，研究发现偶氮分子可作为p e t 探针的电子供 体，猝灭蒽的荧光，在此基础上优化合成了h 矿+ 的荧光增强探针，对h 9 2 + 的识别 具有专一性和高灵敏性，并且在可见光区有明显的颜色变化。同时还发现偶氮苯 中n 原子在特定情况下与金属离子发生配位，使得体系荧光增强，利用计算化学 研究了其配位机理，同时比较了侧链含不同杂原子时配位情况的变化。 天津大学博士学位论文 第二章非荧光侧链偶氮化合物 第二章侧链为非荧光基团的偶氮化合物设计、合成及其光谱性 2 1 设计原理 质研究 偶氮分子具有光异构化的特性，在紫外及可见光照射下会发生顺反异构化。 这一特性使得偶氮分子广泛应用于光控开关、光能存储以及光能转化为化学能 等分子控件中【1 1 5 ，1 1 引。s h i n k a i 1 1 7 - 1 2 2 ，j 、组将不同类型的冠醚和多胺接在偶氮分子 两端，研究其在光照下顺反异构体对金属离子络合能力的变化。a n z a i l l 2 3 ，1 2 4 】等 将识别基团接在偶氮聚合物上研究这类材料的光电性质及络合金属能力的变 化。为了进一步拓展偶氮类物质在离子识别中的应用，我们设计合成了不同的 识别基团r ，以4 , 4 或3 ，3 取代的偶氮苯分子为母体，得到了一系列偶氮化合物。 唧岔弋怠r 终尸 n 一 沪s j 、 s 、n 小 - 、s 一 书s 一 ) 1 u r 以含s 原子的基团为主，同时还有n 和o 等，此类基团一般对过渡金属 和重金属络合作用较强。我们研究了该类物质在反式结构下的紫外光谱及加入 金属离子后光谱的变化。同时用紫外灯照射研究了金属离子的加入对光致异构 化的影响。 耠。 天津大学博士学位论文第二章非荧光侧链偶氮化合物 2 2 合成路线嗣j 乒爵箕爵 该类物质由两部分组成，先分别合成识别基团r 和母体偶氮分子，然后将 二者连接起来得到目标化合物。 洲：c 分弋q b r + r 2 3 实验部分 2 3 1 原料与仪器 一唧。弋q r 巯甲基噻吩由天津深拓精益化学研发中心提供，其它合成原料及溶剂均为 市售分析纯化学品，光谱测定溶剂均为市售色谱纯溶剂，使用前未经特殊说明 都没有预处理。 核磁共振谱在v a r i a nu n i t y p l u s5 0 0 m h z 核磁共振仪上测定，t m s 为内 标；红外光谱用b i o r a df t s3 0 0 0 红外光谱仪测得，k b r 压片；紫外光谱用 h p8 4 5 3 紫外可见分光光度计测定；荧光光谱在v a r i a nc a r ye c l i p s e 荧光分光 光度计上测定；熔点在x 4 数字显微熔点测定仪上测定( 未做校正) ；p h 用 p h s 3 c 标准p h 计测定。 2 3 2 中间体的合成 2 3 2 1 刚，4 一二( 溴甲基) 偶氮苯( m 1 ) 的合成 z n n h 4 0 h c h 3 0 h心n 、n b r h ：c e n o 啦b ， 丝坠 c c l 4 ，r e f l u x 天津大学博士学位论文 第二章非荧光侧链偶氮化合物 在配有电磁搅拌的2 5 0 m l 圆底烧瓶中，加入5 4 8g ( 0 0 4m 0 1 ) 对硝基甲苯， 5 0m l 浓氨水和5 0m l 甲醇，搅拌1 5m i n 。分批加入1 0gz n 粉，常温搅拌反应 6h 。t l c 监测反应完毕后，反应液倒入2 0 0m l 水中，用甲苯1 0 0m l 3 萃取。 有机相依次用水，2 稀盐酸，水洗涤，无水硫酸钠干躁。旋干溶剂，所得固体 用乙醇重结晶得产物( e m ，4 一二甲基偶氮苯2 8 1g ，棕色针状晶体，产率6 7 ， m p ：1 4 2 1 4 3 。c ， 文献值1 1 2 5 】：1 4 1o c 。 在配有回流冷凝装置的2 5 0 m l 一= 1 ：3 烧瓶中，加入2 1g ( 0 0 1m 0 1 ) ( 毋一4 ，4 一 二甲基偶氮苯，5 2 5g ( 0 0 3m 0 1 ) n b s ，0 1 2g ( 0 9 6m m 0 1 ) 过氧化苯甲酰和6 0 m lc c l 4 ，n 2 保护下搅拌回流反应4 0m i n 。趁热抽滤，用2 0m l 热c c l 4 洗涤残 余物，合并后的有机相用水1 0 0m l 3 洗涤，无水硫酸钠干躁。旋干溶剂，所 得固体用丁酮重结晶得产物( 毋_ 4 ，4 一二( 溴甲基) 偶氮苯m 11 0 5g ，棕色固体， 产率2 8 ，m p ：2 1 5 - 2 1 6o c ， 文献值【1 2 6 】：2 1 7 - 2 1 8 。c 。 1 hn m r ( c d c l 3 ) 6 ：4 5 6 ( s ，4 h ) ，7 5 2 ( d ，j - _ 8 3h z ，4 h ) ，7 8 5 ( d ，兰8 3h z ，4 h ) 2 3 2 2 饵卜3 3 一二( 溴甲基) 偶氮苯( m 2 ) 的合成 n 0 2 鱼堂堕 c h 3 0 h h 2 0 b r h ，c n 、 n h ，b r n n 丛旦兰 c c l 4 ，r e f l u x 在配有回流冷凝装置的1 0 0m l 三1 ：3 烧瓶中，加入4 1 1g ( o 0 3t 0 0 1 ) 间硝基 甲苯，1 3g ( 0 0 3 2 5m 0 1 ) n a o h ，3 0m l 乙醇和6m l 水，混合后搅拌使固体溶 解。分批加入1 6 1g ( 0 2 4 6m 0 1 ) z n 粉，回流反应lh 。冷却后抽滤，固体用2 0 m l 乙醇洗涤，合并滤液，常温搅拌下通入空气2h ，有大量固体析出。抽滤， 用乙醇将残余物洗至无色，旋干滤液，所得固体用乙醇重结晶得( 耻3 ，3 一二甲 基偶氮苯2 4 6g ，棕色固体，产率7 8 ，m p ：5 2 5 4o c ， 文献值【汜6 j ：5 5 5 6o c 。 在1 0 0m l 三口烧瓶中，加入2 1g ( o 0 1m o i ) ( e 卜3 ，3 一二甲基偶氮苯，5 2 5g ( 0 0 3t 0 0 1 ) n b s ，0 2 5g ( 2 0m m 0 1 ) 过氧化苯甲酰和6 0m lc c l 4 ，搅拌回流反应 天津大学博士学位论文第二章非荧光侧链偶氮化合物 5 h 。趁热抽滤，滤液用水1 0 0m l x 3 洗涤，无水硫酸钠干躁。旋干溶剂，所得 固体过快速柱，用c h 2 c 1 2 淋洗，得产物( 毋0 ，3 一二( 溴甲基) 偶氮苯m 21 3 1g ， 棕色固体，产率3 5 ，m p ：1 4 1 1 4 2 。c ， 文献值【12 6 】：1 4 1 1 4 3 。c 。 1 hn m r ( c d c l 3 ) 6 ：4 5 9 ( s ，4 h ) ，7 5 2 ( m ，4 h ) ，7 8 5 7 9 6 ( m ，4 h ) 2 3 2 3 ( d _ 4 ，4 ，一二( 氯甲酰基) 偶氮苯( m 3 ) 的合成1 2 7 】 c i c h 2 c h 2 c i n a o h g l u c o s e h 2 0 ，0 2h 。c - 0 - n n 3 0 0o c 。 将以上所得粗品加入1 7 5g ( 0 0 8 4m 0 1 ) p c i 5 和11 5m l1 ，2 一二氯乙烷，加热 回流反应2h 。所得固体抽滤后用甲苯重结晶得产物( d _ 4 ，4 一二( 氯甲酰基) 偶氮 苯m 39 5g ，红色针状晶体，产率8 3 4 ，m p ：1 5 4 1 5 5 。c ， 文献值u 2 8 ：1 6 0 o c 。 i r ( k b o ，( e m 1 ) 17 8 0 ，16 0 0 ；1 hn m r ( c d c i 3 ) 占：8 0 6 ( d ，j = 9 0 h z ，4 h ) ，8 31 ( d ，j - - 9 0 h z ，4 h ) 2 3 2 4 - - 1 2 - ( 2 一噻吩甲硫基) 乙基】胺( m 4 ) 的合成 天津大学博士学位论文第二章非荧光侧链偶氮化合物 h o 弋c i 一煦一h c l h o c 1 在1 0 0m l 圆底烧瓶中，加入1 0 5g ( 0 1m 0 1 ) 二乙醇胺，冰浴下缓缓加入 5 0m ls o c l 2 ，完毕后撤去冰浴，加热回流反应3h 。减压除去过量的s o c l 2 ，固 体用石油醚洗至无色。乙醇重结晶得二( 2 氯乙基) 胺盐酸盐1 6 4 2g ，白色固体， 产率9 2 ，m p ：2 1 2 - 2 1 3o c ， 文献值【1 ”1 ：2 1 6o c 。 在配有电磁搅拌的1 0 0 m l 圆底烧瓶中，加入1 3g ( 0 0 1m 0 1 ) 巯甲基噻吩， 0 5 6g ( 0 0 1 4m 0 1 ) n a o h ，2 0m l l 醇，搅拌使溶解。另取0 8 9g ( 0 0 0 5m 0 1 ) 二 ( 2 一氯乙基) 胺盐酸盐溶于1 0m l 水中，将其缓缓滴入反应液中，lh 滴完，继 续室温搅拌反应2 4h 。反应完毕后，反应液倒入1 0 0m l 水中，用c h 2 c 1 25 0m l 3 萃取。合并有机相，无水硫酸钠干躁。柱色谱分离，得产物二( 2 一( 2 琉甲 基噻吩) 乙基) 胺m 40 9 2g ，无色粘稠液体，产率5 6 。 2 3 2 52 2 一噻吩甲硫基) 乙胺( m 5 ) 的合成 h n 崽胁且b n 如胁兰s h m 3 、一，c h ， 2 一溴乙胺氢溴酸盐的合成参考文献 1 3 0 。在配有回流冷凝装置的1 0 0m l 三 口烧瓶中，加入2 8 4g ( 0 2m 0 1 ) 乙醇胺氢溴酸盐和2 7g ( 0 1m 0 1 ) p b r 3 。加热回 流反应至棕色的乙醇胺氢溴酸盐层消失。减压除去过量的p b r 3 ，剩余物用乙醚 洗至无色，所得固体用绝对乙醇重结晶得2 一溴乙胺氢溴酸盐2 9 4g ，白色固体， 产率7 2 ，m p ：1 6 9 1 7 1o c ， 文献值1 1 3 0 j ：1 7 2 1 7 3o c 。 在配有电磁搅拌的1 0 0 m l 圆底烧瓶中，加入1 3g ( 0 0 1m 0 1 ) 2 - 巯甲基噻吩， 1 2g ( 0 0 3m 0 1 ) n a o h ，2 0m l 乙醇，搅拌使溶解。另取2 0 5g ( 0 0 1m 0 1 ) 2 一溴乙 胺氢溴酸盐溶于2 0m l 水中，将其缓缓滴入反应液中，2h 滴完，继续室温搅 拌反应1h 。完毕后，反应液倒入1 0 0m l 水中，用c h 2 c 1 25 0m l 3 萃取。合并 有机相，无水硫酸钠干躁。柱色谱分离，得产物2 一( 2 谎甲基噻吩) 乙胺m 51 2 4 母 一一 嘿 天津大学博士学位论文 第二章非荧光侧链偶氮化合物 g ，浅黄色粘稠液体，产率7 2 。 2 3 3 目标产物的合成 2 3 3 1a l 的合成 b r h 2 c 口弋q m m m 1 ) 贝s 心岔s 耻 a 1 l 在配有电磁搅拌的5 0m l 圆底烧瓶中，加入0 1g ( o 2 7m m 0 1 ) m 1 ，o 1 2g ( o 5 4m m 0 1 ) 铜试剂，1 5m ld m f ，常温搅拌反应1h 。完毕后减压除去溶剂， 剩余物加入乙醚，过滤除去无机盐，滤液旋干，所得固体柱色谱分离，得产物 a 10 1g ，棕色固体，产率7 3 5 ，m p ：1 2 8 1 3 0o c 。 i r ( k b r ) 1 ，( c m 叫) 1 6 0 0 ，1 4 8 0 ，1 4 2 0 ，1 3 6 0 ，1 2 7 0 ，1 0 1 0 ，8 6 2 ；1 hn m r ( c d c l 3 ) 6 ： 1 2 9 ( m ，12 h ) ，3 。7 5 ( m ，4 h ) ，4 0 5 ( m ，4 h ) ，4 6 4 ( s ，4 h ) ，7 5 3 ( d ，乒8 5h z ，4 h ) ，7 8 5 ( d ，j = 8 5h z ，4 h ) ；cn m r ( c d c l 3 ) 6 ：1 9 5 0 3 ，1 5 2 1 3 ，1 3 9 8 9 ，1 3 0 3 5 ，1 2 3 。2 8 ， 4 9 9 2 ，4 7 0 4 ，4 1 9 5 ，1 2 7 8 ，1 1 8 4 ；a n a l c a l c d f o rc 2 4 h 3 2 n 4 5 4 c ，5 7 1 0 ；h ，6 3 9 ；n ， 1 i 1 0 ；s ，2 5 4 1 ；f o u n d ：c ，5 6 9 8 ；h ，6 5 6 ；n ，1 1 0 1 ；s ，2 5 6 3 2 3 3 2a 2 的合成 b r h ，c n n 研告、下。户、d 浊l ) 丁s 厂n 划 合成方法同a l 。a 2 ，棕色固体，产率7 0 5 ，m p ：9 3 - 9 5o c 。 i r ( v d 3 01 ，( c m 1 ) 2 3 6 0 ，1 4 9 0 ，1 4 1 0 ，1 3 6 0 ，1 2 0 0 ，9 8 7 ；1 hn m r ( c d c l 3 ) 万：1 2 7 ( m ，12 h ) ，3 7 5 ( m ，4 h ) ，4 0 5 ( m ，4 h ) ，4 6 6 ( s ，4 h ) ，7 4 7 ( m ，2 h ) ，7 5 2 ( m ，2 h ) ，7 81 ( m ，2 h ) ，7 9 3 ( s ，2 h ) ，7 8 5 ( d ，d = 8 5h z ，4 h ) ；a n a l c a l c d f o rc 2 4 h 3 2 n 4 s 4 ：c ，5 7 1o ； h ，6 3 9 ；n ，1 1 1 0 ；s ，2 5 4 1 ；f o u n d ：c ，5 7 2 4 ；h ，6 2 1 ；n ，11 0 3 ；s ，2 5 7 2 - 2 5 - 虫 天津大学博士学位论文第二章非荧光侧链偶氮化合物 2 3 3 3a 3 的合成 啦c q 弋口虬& 磐 m 1 铁心弋q 门 在配有电磁搅拌的5 0m l 圆底烧瓶中，加入0 2 1 2g ( 1 6 3m m 0 1 ) 2 巯甲基 噻吩，0 2 3g ( 1 6 7m m 0 1 ) k 2 c 0 3 ，1 5m ld m f 。另取0 2 0g ( 0 5 4m m 0 1 ) m i 溶 于2 0m ld m f 中，n 2 保护下将其缓缓滴入反应液中，lh 滴完，继续室温搅拌 反应3h 。t l c 监测反应完毕后，反应液倒入1 0 0m l 水中，用c h 2 c 1 25 0m l 3 萃取。合并有机相，无水硫酸钠干躁。柱色谱分离，得产物a 30 1 9g ，棕色固 体，产率7 6 ，m p ：6 1 6 3o c 。 i r ( k b r ) v ( c m 叫) 1 6 0 0 ，1 5 0 0 ，1 4 0 0 ，1 2 6 0 ，8 4 5 ，6 9 4 ；1 hn m r ( c d c l 3 ) 6 ：3 7 4 ( s ， 4 h ) ，3 81 ( s ，4 h ) ，6 91 - 6 9 5 ( m ，4 h ) ，7 2 4 ( m ，2 h ) ，7 4 3 ( m ，4 h ) ，7 8 7 ( m ，4 h ) ；a n a l c a l c d f o rc 2 4 h 2 2 n 2 s 4 ：c ，6 1 7 6 ；h ，4 7 5 ；n ，6 0 0 ；s ，2 7 4 8 ；f o u n d ：c ，6 1 5 4 ；h ，4 7 9 ； n 5 6 9 ；s 2 7 1 2 2 3 3 4a 4 的合成 b r h 9 c n 、 n 2 研口啷h k 2 c 0 3 d m f a 4 竞伽刃 合成方法同a 3 。a 4 ，红棕色液体，产率7 6 。 i r ( k b r ) v ( e r a 1 ) 1 6 0 0 ，1 4 8 0 ，1 4 2 0 ，1 4 1 0 ，1 2 5 0 ，8 5 0 ，6 9 6 ；1 hn m r ( c d c l 3 ) 6 ： 3 7 9 ( s ，4 h ) ，3 8 5 ( s ，4 h ) ，6 9 4 - 6 9 6 ( m ，4 h ) ，7 2 4 - 7 2 6 ( m ，4 h ) ，7 4 3 - 7 51 ( m ，2 h ) ， 7 8 3 - 7 8 7 ( m ，4 h ) ；a n a l c a l c d f o rc 2 4 h 2 2 n 2 s 4 ：c ，61 7 6 ；h ，4 7 5 ；n ，6 0 0 ；s ，2 7 4 8 ； f o u n d ：c ，61 9 5 ；h ，4 8 2 ；n ，5 6 7 ；s ，2 7 2 6 2 3 3 5a 5 的合成 2 6 天津大学博士学位论文 第二章非荧光侧链偶氮化合物 c l o c 口弋o c m 3 姊s 几n k n n 、s u 终儡 m 5 t e a c h ，c l ， a 5 在配有电磁搅拌的5 0m l 圆底烧瓶中，加入0 0 9 2g ( 0 6 5m m 0 1 ) m 5 ，0 0 5 g ( 0 7m m 0 1 ) - - - 7 , 胺，2 0m lc h 2 c 1 2 。另取0 1 0g ( 0 3 2 6m m 0 1 ) m 3 溶于2 0 m l c h 2 c 1 2 中，常温下将其缓缓滴入反应液中，1 5h 滴完，继续室温搅拌反应2h 。 t l c 监测反应完毕后，旋干溶剂，所得固体柱色谱分离，得产物a 50 0 8 2g ，浅 黄色固体，产率4 3 3 。m p ：2 0 9 - 2 1 2o c 。 i r ( k b 01 ，( c m 。) 16 3 0 ，15 4 0 ，13 0 0 ，8 5 4 ，6 8 8 ；1 hn m r ( d m s o d 6 ) 6 ：2 6 7 ( m ， 4 h ) ，3 4 9 ( s ，4 h ) ，4 0 3 ( s ，4 h ) ，6 9 3 ( m ，2 h ) ，7 0 1 ( s ，2 h ) ，7 4 0 ( m ，2 h ) ，7 9 7 ( d ， 乒8 5h z , 4 h ) ，8 0 4 ( d ，乒8 5h z ，4 h ) ，8 8 2 ( t ，户5 5h z ，2 h ) ；a n a l c a l c d f o r c 2 8 h 2 8 n 4 0 2 s 4 ：c ，5 7 9 0 ；h ，4 8 6 ；n ，9 6 5 ；s ，2 2 0 8 ；f o m n d ：c ，5 7 6 9 ；h ，4 7 9 ；n ，9 5 3 ； s 2 2 4 1 2 3 3 6a 6 的合成 陇c 弋。啦一 m 1 ，冬 。埯明剁硼畎 渺铲c 舻 一 岣 在配有回流冷凝装置的1 0 0m l 三口烧瓶中，加入0 1 5g ( 0 4 1m m 0 1 ) m 1 ， 2 7 天津大学博士学位论文第二章非荧光侧链偶氮化合物 0 2 7g ( 0 8 3m m 0 1 ) m 4 ，o 1 2g ( 0 9 4m m 0 1 ) k 2 c 0 3 和4 0m lc h 3 c n 。回流反应5 h ，t l c 监测反应完毕后，冷却，过滤出去无机盐。旋干滤液，剩余物柱色谱分 离，得产物a 60 2 5 5g ，棕色液体，产率7 2 。 hn m r ( c d c l 3 ) 6 ：2 5 6 - 2 6 0 ( m ，8 h ) ，2 6 7 - 2 7 0 ( m ，8 h ) ，3 6 4 ( s ，4 h ) ，3 8 7 ( s ， 8 h ) ，6 8 3 - 6 8 5 ( m ，4 h ) ，6 8 8 - - - 6 9 0 ( m ，4 h ) ，7 18 - 7 19 ( m ，4 h ) ，7 4 6 ( d ，户9 0h z ， 4 h ) ，7 8 6 ( d ，j = 9 0h z ，4 h ) ；a n a l c a l c d f o rc 4 2 h 4 8 n 4 s 8 ：c ，5 8 2 9 ；h ，5 5 9 ；n ，6 4 7 ； s ，2 9 6 4 ；f o u n d ：c ，5 7 9 8 ；h ，5 4 2 ；n ，6 6 4 ；s ，2 9 3 5 2 3 3 7a 7 的合成 b r h 2 c o 弋q 吼b r 黹屉弋仃 墨q 1 2 d m f s i i n a s c n e t ， i d m 【f r t c 1 巧坩仃l ( - - c c ： c i 玲2 伊s 在配有回流冷凝装置的1 0 0m l - - - 1 ：i 烧瓶中，加入0 2 0g ( 0 5 4m m 0 1 ) m 1 ， o 1lg ( 1 0 8m m 0 1 ) 二乙醇胺，0 2 0g ( 1 4 4m m 0 1 ) k 2 c 0 3 和4 0m lc h 3 c n 。回流 反应4h ，t l c 监测反应完毕后，冷却，过滤出去无机盐，旋干滤液得产物m 6 0 2 2g ，棕色固体，产率9 7 ，m p ：1 5 3 - 1 5 6o c 。1 hn m r ( c d c i 3 ) 6 ：2 7 6 ( t ，d = 4 5 h z ，8 h ) ，3 6 6 化j = 4 5h z ，8 h ) ，3 8 0 ( s ，4 h ) ，7 4 7 ( d ，房8 5h z ，4 h ) ，7 8 8 ( d ，- - 8 5 h z ，4 h ) 将0 2 2g ( 0 5 3m m 0 1 ) m 6 、】m ls o c l 2 和1 0m ld m f 混合后常温搅拌反应 3h 。完毕后加入5 0m l5 n a 2 c 0 3 溶液中和，用c h 2 c 1 22 5m l 3 萃取，合并 有机相，无水硫酸钠干躁。柱色谱分离，得产物m 7o 1 9g ，棕色粘稠液体，产 率7 1 8 。 2 8 - 天津大学博士学位论文 第二章非荧光侧链偶氮化合物 将0 1 9g ( 0 3 9m m 0 1 ) m 7 、o 3 3g ( 1 9 5m m 0 1 ) 铜试剂和2 0m l 乙醇混合 后常温搅拌反应2 4h 。完毕后旋干溶剂，柱色谱分离，得产物a 70 2 5g ，棕色 固体，产率6 8 ，m p ：9 8 1 0 0o c 。 i r ( k b r ) v ( c m 一) 1 4 9 0 ，1 3 5 0 ，1 2 7 0 ，1 2 0 0 ，1 1 4 0 ，1 0 1 0 ；1 hn m r ( c d c l 3 ) 万： 1 2 4 - 1 3 0 ( m ，2 4 h ) ，2 9 2 化户7 0h z ，8 h ) ，3 4 8 ( t 户7 0h z ，8 h ) ，3 7 4 ( d d ，j j = 7 0 h z ，, 1 2 - - 6 5h z ，8 h ) ，3 8 7 ( s ，4 h ) ，4 0 2 ( d d ， = 7 0h z ，以= 6 5h z 8 h ) ，7 5 3 ( d ，乒：8 5 h z ，4 h ) ，7 8 4 ( d ，, - - 8 5h z ，4 h ) ；cn m r ( c d c l 3 ) 6 ：19 5 8 8 ，1 5 2 15 ，1 4 3 2 1 ，1 2 9 7 3 ， 1 2 2 9 1 ，5 8 2 9 ，5 2 8 3 ，4 9 7 9 ，4 6 9 6 ，3 5 1 0 ，3 2 1 7 ，2 9 9 3 ，2 9 6 0 ，2 2 9 3 ，1 4 3 7 ，1 2 7 1 ， 11 8 5 ；a n a l c a l c d f o rc 4 2 h 6 8 n s s 8 ：c ，5 3 5 8 ：h 7 2 8 ；n ，11 9 0 ；s ，2 7 2 4 ；f o u n d ：c ， 5 4 0 1 ；h ，7 0 6 ；n ，1 2 0 5 ；s ，2 7 6 5 2 3 3 8a 8 的合成 c l o c o 弋o c ， n h ( c h 2 c h _ , c i h t e a c h c l 3 s | | n a s c n e t ， c h 3 c n ，r t a 飞p 弋秽c c l 、o 也j 。a s ) 文s 弋 n j 飞s s m 8 9 秽 在配有电磁搅拌的1 0 0m l 圆底烧瓶中，加入0 3 5 7g ( 2m m 0 1 ) - - ( 2 一氯乙 基) 胺盐酸盐，1m l - - 7 , 胺和2 0m lc h c l 3 。另取0 3 0 7g ( 1m m