Fluoróforos cruciformes Cruz-conjugados basados en 1,4-diestiril-2 ,5-bis-benceno (ariletinilo) y núcleos benzobisoxazol se pueden utilizar para identificar cualitativamente diversa ácida de Lewis y Lewis analitos básicos. Este método se basa en las diferencias en los colores de emisión de los cruciformes que se observan tras la adición analito. Estructuralmente especies estrechamente relacionadas se pueden distinguir unos de otros.
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Artículo de método
Identificación cualitativa de los ácidos carboxílicos, ácidos bórico y Aminas Utilizando fluoróforos cruciformes
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Resumen
Resumen
Cruciformes moleculares son sistemas en forma de X en la que dos ejes de conjugación se cruzan en un núcleo central. Si uno de los ejes de estas moléculas está sustituido con donadores de electrones, y el otro con aceptores de electrones, HOMO cruciformes 'va a localizar a lo largo de la rico en electrones y LUMO a lo largo del eje pobre en electrones. Este aislamiento espacial de orbitales moleculares de frontera cruciformes '(MOM) es esencial para su uso como sensores, ya que la unión a la cruciforme analito cambia invariablemente su brecha HOMO-LUMO y las propiedades ópticas asociadas. Utilizando este principio, Bunz y grupos Miljanić desarrollaron 1,4-diestiril-2 ,5-bis (ariletinilo) benceno y cruciformes benzobisoxazol, respectivamente, que actúan como sensores fluorescentes para iones metálicos, ácidos carboxílicos, ácidos borónicos, fenoles, aminas, y aniones. Los colores de emisión observados cuando estos cruciforme se mezclan con analitos son muy sensibles a los detalles de la estructura del analito y - porque cruciformes de "carga-Separated estados excitados - al disolvente en el que se observa la emisión. Estructuralmente especies estrechamente relacionadas pueden ser cualitativamente distinguen en varias clases de analitos: (a) los ácidos carboxílicos, (b) los ácidos bórico, y (c) los metales. El uso de un sistema de detección de híbrido compuesto de cruciformes benzobisoxazol y aditivos de ácido borónico, también hemos sido capaces de discernir entre estructuralmente similar: (d) pequeñas aniones orgánicos e inorgánicos, (e) aminas, y (f) fenoles. El método usado para esta distinción cualitativa es sumamente sencillo. Las soluciones diluidas (normalmente 10 -6 M) de cruciformes en varios disolventes off-the-shelf se colocaron en viales de UV / Vis. A continuación, se añaden los analitos de interés, ya sea directamente como sólidos o en solución concentrada. Cambios de fluorescencia se producen casi instantáneamente y se pueden registrar a través de la fotografía digital estándar utilizando una cámara digital semi-profesional en una habitación oscura. Con la manipulación gráfico mínimo,representante de recortes de fotografías en color de emisión se pueden organizar en paneles que permiten la rápida distinción a simple vista entre los analitos. Para efectos de cuantificación, los valores Rojo / Verde / Azul se pueden extraer de estas fotografías y los datos numéricos obtenidos pueden ser procesados estadísticamente.
Introducción
Cruciformes molecular se definen como moléculas en forma de X transversal conjugados en la que dos circuitos de conjugación se cruzan en un núcleo central. 1,2,3 Con sustitución donante-aceptor apropiado, estas moléculas pueden localizar espacialmente sus orbitales moleculares de frontera (MOM), de modo que el más alto del orbital molecular ocupado (HOMO) reside predominantemente a lo largo del eje rico en electrones de la molécula, mientras que el más bajo del orbital molecular desocupado (LUMO) tiene la mayor parte de su densidad posicionado a lo largo del brazo pobre en electrones de la molécula. Tal aislamiento espacial de MOM es esencial en l....
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Protocolo
1. La detección de los ácidos carboxílicos usando Distyrylbis (ariletinilo) benceno cruciformes
- Preparar una solución madre fresca de cruciformes 1-3 con una concentración de 1,0 x 10 -3 mol / L en DCM. No es necesario el uso de disolventes de calidad espectroscópicas; pureza de grado reactivo ACS es suficiente.
- Uso de las soluciones de stock de 1,1 preparar 100 ml de cada uno de 2,0 x 10 -6 M solución de 1-3 en diclorometano (DCM), acetato de etilo (EtOAc), acetonitrilo (AN), N, N-dimetilformamida (DMF), alcohol isopropílico (i PrOH) y metanol (MeOH). No es necesario el uso de disolventes de calidad espect....
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Resultados
Para ilustrar el potencial de fluoróforos cruciformes en la detección y discriminación de analitos estrechamente relacionadas, se presentan tres tipos de resultados. En primer lugar, el 1,4-diestiril-2 ,5-bis (ariletinilo) benceno cruciformes 1-3 (Figura 1) se utiliza para discriminar entre ácidos carboxílicos estructuralmente relacionados A1-A10 que se muestran en la Figura 3. Entonces, benzobisoxazol basado cruciforme 4 (Figura 1) se ha utilizado para analizar ácidos .......
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Discusión
Los protocolos para la discriminación cualitativa descrita en este artículo y el video tienen un potencial significativo en los análisis de rutina de calidad, donde incluso un operador mínimamente entrenado podía discernir las diferencias en la composición o desviaciones de una fórmula bien definida. Aplicación en la práctica de esta técnica podría ser mejorada aún más mediante el uso de cámaras de teléfonos celulares simples, que, en combinación con el software de dibujo y de reconocimiento de imágenes, tales como gafa.......
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Divulgaciones
No tenemos nada que revelar.
Agradecimientos
El trabajo en el laboratorio de Bunz en el Instituto de Tecnología de Georgia fue apoyado en parte por la Fundación Nacional de Ciencia (NSF CHE 07.502.753) y el trabajo en la Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg fue financiado por el "Struktur und Innovationsfond des Landes Baden-Württemberg". El trabajo en el laboratorio de Miljanić en la Universidad de Houston ha sido financiado por el Programa Nacional Science Foundation CARRERA (CHE-1151292), la Fundación Welch (concesión no. E-1768), la Universidad de Houston (UH) y su programa de Pequeñas Donaciones, y el Centro de Texas para Superconductividad en UH.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Ciclohexano (CH) | Mallinckrodt | 4878-02 | |
| Clorobenceno (CB) | JT Baker | 9179-1 | |
| 1,2,4-Triclorobenceno (TCB) | Alfa Aesar | 19390 | |
| Diclorometano (DCM) - Miljanić | Mallinckrodt | 4879-06 | |
| Acetonitrilo (AN) | Mallinckrodt | 2856-10 | |
| Cloroformo (CF) | Mallinckrodt | 4440-19 | |
| Diclorometano (DCM) - Bunz | Sigma Aldrich | 24233 | |
| Acetato de etilo (EtOAc) | Brenntag | 10010447 | Destilación adicional |
| Acetonitrilo (AN) | Sigma Aldrich | 34851 | |
| Dimetilformamida (DMF) | Sigma Aldrich | 38840 | |
| 2-Propanol (iPrOH) | Ruprecht-Karls Universitä t Heidelberg, Zentralbereich Neuenheimer Feld | 69595 | |
| Metanol (MeOH) | VWR | 20847.295 | |
| Ácido 4-hidroxibenzoico (A1) | Fluka | 54630 | |
| (4-hidroxifenil)ácido acético (A2) | Sigma Aldrich | H50004 | |
| Ibuprofeno (A3) | ABCR | AB125950 | |
| Aspirina (A4) | Sigma Aldrich | A5376 | |
| Ácido fenilacético (A5) | Sigma Aldrich | P16621 | |
| Ácido 4-clorofenilacético (A6) | Sigma Aldrich | 139262 | |
| Ácido benzoico (A7) | Merck | 8222571000 | |
| Ácido 3,5-dihidroxibenzoico (A8) | Sigma Aldrich | D110000 | |
| Ácido 2,4-diclorobenzoico (A9) | Sigma Aldrich | 139572 | |
| Ácido 2-hidroxi-5-yodobenzoico (A10) | Sigma Aldrich | I10600 | |
| Ácido 2,6-diclorofenilborónico (B1) | TCI | D3357 | |
| Ácido 3,5-bis(trifluorometil)fenilborónico (B2) | Sigma Aldrich | 471070 | |
| Ácido 4-meractofenilborónico (B3) | Sigma Aldrich | 524018 | |
| ácido 4-metoxifenilborónico (B4) | TCI | M1126 | |
| Ácido bencenabónico (B5) | Alfa Aesar | A14257 | |
| Ácido ciclohexilborónico (B6) | Sigma Aldrich | 556580 | |
| Ácido 3-piridilborónico (B7) | Sigma Aldrich | 512125 | |
| ácido 4-nitrofenilborónico (B8) | Sigma Aldrich | 673854 | |
| ácido pentafluorofenilborónico (B9) | Sigma Aldrich | 465097 | |
| Trietilamina (N1) | Alfa Aesar | A12646 | |
| Piperidina (N2) | JT Baker | 2895-05 | |
| Piperazina (N3) | Aldrich | P45907 | |
| 1,4-Diaminobenceno (N4) | Alfa Aesar | A15680 | |
| 1,3-Diaminobenceno (N5) | Eastman | ||
| 1,2-Diaminobenceno (N6) | TCI | P0168 | |
| 4-metoxianilina (N7) | Alfa Aesar | A10946 | |
| anilina (N8) | Acros | 22173-2500 | |
| 4-nitroanilina (N9) | Alfa Aesar | A10369 | |
| N,N-difenilurea (N10) | Alfa Aesar | A18720 | |
| N,N-dimetilurea (N11) | Alfa Aesar | B21329 | |
| Urea (N12) | Mallinckrodt | 8648-04 | |
| Canon EOS 30D (objetivo EFS 18-55 mm zoom) | Canon Canon | ||
| EOS Rebel T3i (objetivo EFS 18-55 mm zoom) | Canon | ||
| FujiFilm FinePix S9000 | Fuji |
Referencias
- Zucchero, A. J., McGrier, P. J., Bunz, U. H. F. Cross-conjugated cruciform fluorophores. Acc. Chem. Res. 43 (3), 397-408 (2010).
- Feldman, A. K., Steigerwald, M. L., Guo, X., Nuckolls, C. Molecular electronic devices based on single-walled carbon nanotube electrodes. Acc. Chem. Res. ....
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Reimpresiones y permisos
