Method Article

تحديد النوعية من الأحماض الكربوكسيلية، الأحماض Boronic، والأمينات طريق Fluorophores صليبي

DOI:

10.3791/50858

⸱

August 19th, 2013

 ,  ,  ,  ,  , 
1Organisch-Chemisches Institut, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, 2Department of Chemistry, University of Houston

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

fluorophores صليبي عبر مترافق يعتمد على 1،4-distyryl-2 ،5-مكررا (arylethynyl) البنزين ونوى benzobisoxazole يمكن أن تستخدم لتحديد النوعية المتنوعة لويس لويس الحمضية والتحاليل الأساسية. يعتمد هذا الأسلوب على الاختلافات في الألوان الانبعاثات من cruciforms التي لوحظت عند إضافة الحليلة. الأنواع هيكليا يرتبط ارتباطا وثيقا يمكن تمييزها عن بعضها البعض.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

cruciforms الجزيئية هي نظم على شكل X الذي محورين اقتران تتقاطع في نواة مركزية. إذا يتم استبدال محور واحد من هذه الجزيئات مع الإلكترون الجهات المانحة، والآخر مع الإلكترون يقبلون، سوف هومو cruciforms 'توطين على طول الإلكترون الغنية وLUMO على طول محور الإلكترون للفقراء. هذه العزلة المكانية من المدارات الجزيئية الحدود cruciforms '(FMOs) أمر ضروري لاستخدامهم أجهزة الاستشعار، ومنذ الحليلة ملزمة للصليبي يتغير دائما لها فجوة هومو LUMO والخصائص البصرية المرتبطة بها. باستخدام هذا المبدأ، وضعت بونز والجماعات Miljanić 1،4-distyryl-2 ،5-مكررا (arylethynyl) البنزين وcruciforms benzobisoxazole، على التوالي، والتي تكون بمثابة أجهزة استشعار الفلورسنت لأيونات المعادن، والأحماض الكربوكسيلية، والأحماض boronic، الفينولات، والأمينات، و الأنيونات. لاحظ الألوان الانبعاثات عندما يتم خلط هذه صليبي مع التحاليل حساسة للغاية لتفاصيل هيكل الحليلة و- بسبب cruciforms 'تهمة سبتمبرarated الحالات المثارة - إلى المذيب الذي يتم الاحتفال به في الانبعاثات. الأنواع هيكليا ترتبط ارتباطا وثيقا ويمكن التمييز بين نوعي ضمن عدة فئات الحليلة: (أ) الأحماض الكربوكسيلية، (ب) الأحماض boronic، و (ج) المعادن. باستخدام نظام الاستشعار عن هجين تتألف من cruciforms benzobisoxazole والمواد المضافة حمض boronic، كنا أيضا قادرة على تمييز بين هيكليا مشابهة: (د) الأنيونات صغيرة العضوية وغير العضوية، (ه) الأمينات، و (و) الفينولات. الطريقة المستخدمة لهذا التمييز النوعي هو بسيط جدا. يتم وضع الحلول المخففة (عادة 10 -6 م) من cruciforms في العديد من المذيبات قبالة الجاهزة للاستخدام في قارورة الأشعة فوق البنفسجية / فيس. ثم، تضاف التحاليل المصالح، إما مباشرة أو في شكل مواد صلبة محلول مركز. تحدث التغييرات مضان على الفور تقريبا، ويمكن تسجيلها من خلال التصوير الرقمي القياسي باستخدام كاميرا رقمية شبه مهنية في غرفة مظلمة. مع الحد الأدنى من التلاعب الرسم،ويمكن ترتيب ممثل مجسمات وصورا فوتوغرافية ملونة من الانبعاثات في الألواح التي تسمح سريعة التمييز بالعين المجردة بين التحاليل. لأغراض التقدير الكمي، ويمكن استخراج القيم أحمر / أخضر / أزرق من هذه الصور، والبيانات الرقمية التي تم الحصول عليها يمكن معالجتها إحصائيا.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يتم تعريف cruciforms الجزيئية كما X على شكل جزيئات عبر مترافق في اثنين من الدوائر اقتران تتقاطع في نواة مركزية. 1،2،3 مع تبديل المانحين متقبل المناسبة، يمكن لهذه الجزيئات توطين مكانيا المدارات الجزيئية حدودهم (FMOs)، بحيث أعلى المدار الجزيئي المحتلة (هومو) يقيم يغلب على طول المحور الغنية الإلكترون من الجزيء، في حين أن أدنى غير مأهولة الجزيئية المدارية (LUMO) لديه الأكبر من كثافته المتمركزة على طول الذراع الإلكترون للفقراء من الجزيء. مثل هذه العزلة المكانية من FMOs أمر أساسي في تطبيقات هذه cruciforms وأجهزة الاستشعار عن الجزيئات الصغيرة، منذ الحليلة ملزمة للصليبي يتغير دائما لها فجوة هومو LUMO والخصائص البصري....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. الكشف عن الأحماض الكربوكسيلية عن طريق Distyrylbis (arylethynyl) البنزين Cruciforms

  1. إعداد محلول المخزون جديدة من cruciforms 1-3 مع تركيز 1.0 × 10 -3 مول / لتر في DCM. فإنه ليس من الضروري استخدام المذيبات جودة الطيفية؛ ACS كاشف نقاء الصف كافية.
  2. باستخدام الحلول الأسهم من 1.1 إعداد 100 مل كل من 2.0 × 10 -6 M حل 1-3 في ثنائي كلورو ميثان (DCM)، خلات الإيثيل (EtOAc)، الأسيتونتريل (AN)، N، N-ثنائي ميثيل (DMF)، ايزوبروبيل (ط PrOH) والميثانول (MeOH). فإنه ل....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

لتوضيح إمكانات fluorophores صليبي في الاستشعار عن بعد والتمييز التحاليل وثيقة الصلة، يتم عرض ثلاثة أنواع من النتائج. الأول، 1،4-distyryl-2 ،5-مكررا (arylethynyl) البنزين cruciforms 1-3 (الشكل 1) وتستخدم للتمييز بين الأحماض الكربوكسيلية ذات الصلة هيكليا A1-A10 هو موضح في الشكل 3. ثم، المستندة إلى benzobisoxazole صليبي 4 (الشكل 1) استخدمت لتحليل الأحماض boronic B1-B9 (الشكل 4). وأخيرا، يتم استخدام صليبي 4 في تركيبة .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

البروتوكولات للتمييز النوعي وصفها في هذه الورقة والفيديو عقد إمكانات كبيرة في التحليلات جودة الروتينية، حيث حتى مشغل تدريب الحد الأدنى يمكن ان نستشف الاختلافات في التركيب، أو الانحراف عن صيغة محددة جيدا. التطبيق العملي لهذه التقنية يمكن زيادة تعزيز باستخدام كاميرات الهواتف المحمولة البسيطة، والتي، في تركيبة مع برامج نمط وصورة الاعتراف مثل جوجل نظارات، يمكن أن تتطابق مع ألوان الانبعاثات المسجلة على قاعدة البيانات من المؤلفات المعروفة. تصوير بسيط من الألوان الانبعاثات هو ما يقرب من .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ليس لدينا شيء في الكشف عنها.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وأيد العمل في مختبر بونز في معهد جورجيا للتكنولوجيا في جزء من مؤسسة العلوم الوطنية (NSF-CHE 07502753) وكان تمويل هذا العمل في روبرشت-كارلس-جامعة هايدلبرغ من قبل "Struktur اوند Innovationsfond قصر اندز بادن فورتمبيرغ". وقد تم تمويل العمل في المختبر Miljanić في جامعة هيوستن من قبل برنامج المؤسسة الوطنية للعلوم مهنية (CHE-1151292)، ومؤسسة وولش (منحة لا. E-1768)، وجامعة هيوستن (UH) وبرنامجها المنح الصغيرة، و مركز تكساس لالفائقة في UH.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Cyclohexane (CH)Mallinckrodt4878-02
كلوروبنزين (CB)JT Baker9179-1
1،2،4-ثلاثي كلورو البنزين (TCB)AlfaAesar19390
ثنائي كلورو الميثان (DCM) - MiljanićMallinckrodt4879-06
Acetonitrile (AN)Mallinckrodt2856-10
الكلوروفورم (CF)Mallinckrodt4440-19
ثنائي كلورو ميثان (DCM) - BunzSigma Aldrich24233
أسيتات الإيثيل (EtOAc)Brenntag10010447تقطير إضافي
أسيتونيتريل (AN)سيجما ألدريتش34851
ثنائي ميثيل فورماميد (DMF)سيجما ألدريتش38840
2-بروبانول (iPrOH)Ruprecht-Karls Universitä ر هايدلبرغ ، Zentralbereich Neuenheimer Feld69595
الميثانول (MeOH)VWR20847.295
4-حمض الهيدروكسي بنزويك (A1) فلوكا54630
(4-هيدروكسي فينيل) حمض الأسيتيك (A2)سيجما ألدريتشH50004
إيبوبروفين (A3)ABCRAB125950
الأسبرين (A4)سيجما ألدريتشA5376
حمض فينيل أسيتيك (A5)سيجما ألدريتشP16621
4-حمض الكلوروفينيل أسيتيك (A6)سيجما ألدريتش139262
حمض البنزويك (A7)ميرك8222571000
3،5-حمض ثنائي هيدروكسي بنزويك (A8)سيجما ألدريتشD110000
2،4-حمض ثنائي كلورو بنزويك (A9)سيجما ألدريتش139572
2-حمض هيدروكسي -5-يودوبنزويك (A10)سيجما ألدريتشI10600
2،6-حمض ثنائي كلوروفينيل بورونيك (B1) TCID3357
3،5-مكرر (ثلاثي فلوروميثيل) حمض فينيل بورونيك (B2)سيجما ألدريتش471070
4-حمض ميركابتوفينيل بورونيك (B3)سيجما ألدريتش524018
4-حمض ميثوكسي فينيل بورونيك (B4)TCIM1126
حمض البنزينبورونيك (B5)Alfa AesarA14257
حمض سيكلوهكسيل بورونيك (B6)سيجما ألدريتش556580
3-حمض بيريديل بورونيك (B7)سيجما ألدريتش512125
4-حمض نيتروفينيل بورونيك (B8)سيجما ألدريتش673854
حمض خماسي فلورو الفينيل بورونيك (B9)سيجما ألدريتش465097
ثلاثي إيثيل أمين (N1) ألفاإيسارA12646
بيبيريدين (N2)جي تي بيكر2895-05
بيبيرازين (N3)ألدريتشP45907
1،4-ديامينوبنزين (N4)ألفا إيسارA15680
1،3-ديامينوبنزين (N5)إيستمان
1،2-ديامينوبنزين (N6)TCIP0168
4-ميثوكسينيلين (N7) ألفاإيسارA10946
أنيلين (N8)أكروس22173-2500
4-نيتروأنيلين (N9)ألفا إيسارA10369
N ، N-ثنائي الفينيل يوريا (N10) ألفاإيسارA18720
N ، N-ثنائي ميثيل يوريا (N11) ألفاإيسارB21329
اليوريا (N12)مالينكرودت8648-04
EOS 30D من Canon (عدسة تكبير/تصغير EFS مقاس 18-55 مم موضوعية)من Canon
EOS Rebel (عدسة تكبير/تصغير EFS مقاس 18-55 مم) من Canon
FinePix S9000Fuji
كاميرا عدسة تكبير/تصغير EFS 18-55 مم FujiFilm

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Zucchero, A. J., McGrier, P. J., Bunz, U. H. F. Cross-conjugated cruciform fluorophores. Acc. Chem. Res. 43 (3), 397-408 (2010).
  2. Feldman, A. K., Steigerwald, M. L., Guo, X., Nuckolls, C. Molecular electronic devices based on single-walled carbon nanotube electrodes. Acc. Chem. Res. ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Cruciform FluorophoresFluorescent SensorsCarboxylic AcidsBoronic AcidsAmine DetectionUV IrradiationEmission Color AnalysisSolvent Dependent FluorescenceQualitative Analyte DiscriminationDigital Photography Setup

Related Articles