Fluoróforos cruciformes cruzada conjugados baseados em 1,4-distyryl-2 ,5-bis (arylethynyl) benzeno e núcleos benzobisoxazolo pode ser utilizado para identificar qualitativamente diverso de Lewis ácido de Lewis e analitos básicos. Este método baseia-se nas diferenças de cores de emissão dos cruciforms que são observados aquando da adição do analito. Estruturalmente espécies estreitamente relacionadas podem ser distinguidas umas das outras.
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Artigo de método
A identificação qualitativa dos ácidos carboxílicos, ácidos borónicos e aminas Usando fluoróforos cruciforme
Neste artigo
Resumo
Resumo
Cruciforms moleculares são sistemas em forma de X em que dois eixos se cruzam em conjugação de um núcleo central. Se um eixo dessas moléculas é substituído com elétron-doadores, e outro com elétron-receptores, HOMO cruciforms 'vai localizar ao longo do elétron-rico e LUMO ao longo do eixo elétron-pobre. Este isolamento espacial da fronteira orbitais moleculares cruciforms '(FOM) é essencial para a sua utilização como sensores, uma vez que a ligação ao analito cruciforme, invariavelmente, muda a sua abertura HOMO-LUMO e as propriedades ópticas associadas. Utilizando este princípio, Bunz e grupos Miljanić desenvolvido 1,4-distyryl-2 ,5-bis (arylethynyl) benzeno e benzobisoxazolo cruciforms, respectivamente, que funcionam como sensores fluorescentes para iões metálicos, ácidos carboxílicos, ácidos borónicos, fenóis, aminas, e ânions. As cores de emissão observada quando estes são misturados com cruciforme analitos são altamente sensíveis aos detalhes da estrutura do analito e - devido cruciforms 'carga setembroestados excitados radas - para o solvente no qual a emissão é observada. Estruturalmente espécies estreitamente relacionadas podem ser distinguidas qualitativamente em diferentes classes de analitos: (a) ácidos carboxílicos, (b) ácidos borónicos, e (c) metais. Usando um sistema de detecção de híbridos de composto cruciforms benzobisoxazolo e aditivos de ácido borónico, que também foram capazes de discernir entre estruturalmente semelhantes: (d) as pequenas aniões orgânicos e inorgânicos, e (e) aminas, e (f) fenóis. O método utilizado para esta distinção qualitativa é extremamente simples. Soluções diluídas (geralmente 10 -6 M) de cruciforms em vários solventes off-the-shelf são colocados em frascos de UV / Vis. Em seguida, os analitos de interesse forem adicionados, quer directamente na forma de sólidos ou em soluções concentradas. Alterações de fluorescência ocorre quase instantaneamente e podem ser gravadas através da fotografia digital padrão usando uma câmera digital semi-profissional em um quarto escuro. Com manipulação gráfica mínima,cut-outs de fotografias coloridas de emissão representativo podem ser organizadas em painéis que permitem distinguir a olho nu rápida entre os analitos. Para fins de quantificação, os valores de vermelho / verde / azul pode ser extraído a partir dessas fotografias e os dados numéricos obtidos podem ser processados estatisticamente.
Introdução
Cruciforms moleculares são definidos como X-forma cruzada moléculas de conjugados em que dois circuitos de conjugação se cruzam num núcleo central. 1,2,3 Com substituição dador-aceitador adequado, estas moléculas podem localizar espacialmente suas orbitais moleculares de fronteira (FOM), de modo que a maior orbital molecular ocupada (HOMO) reside predominantemente ao longo do eixo rico em electrões da molécula, enquanto que o menor desocupado molecular orbital (LUMO) tem a maior parte da sua densidade posicionada ao longo do braço pobre em electrões da molécula. Tal isolamento espacial FMO é essencial em aplicações destes cruciforms como sensores ....
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Protocolo
1. A detecção de ácidos carboxílicos usando Distyrylbis (arylethynyl) benzeno Cruciforms
- Prepara-se uma solução de reserva fresca de cruciforms 1-3 com uma concentração de 1,0 x 10 -3 mole / L em DCM. Não é necessário o uso de solventes de qualidade espectroscópica; ACS grau de pureza de reagente é suficiente.
- Usando as soluções de estoque de 1,1 a preparação de 100 ml cada uma de 2,0 x 10 -6 M de solução de 1-3 em diclorometano (DCM), acetato de etilo (EtOAc), acetonitrilo (AN), N, N-dimetilformamida (DMF), álcool isopropílico (i PrOH) e metanol (MeOH). Não é necessário o uso de solventes de qualidade espe....
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Resultados
Para ilustrar o potencial de fluoróforos cruciformes na detecção e discriminação analitos estreitamente relacionadas, são apresentados três classes de resultados. Em primeiro lugar, 1,4-distyryl-2 ,5-bis (arylethynyl) benzeno cruciforms 1-3 (Figura 1) são usadas para discriminar entre ácidos carboxílicos estruturalmente relacionados A1-A10 mostrados na Figura 3. Em seguida, com base cruciforme benzobisoxazolo 4 (Figura 1) foi usado para analisar os ácidos borónicos B1-B.......
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Discussão
Os protocolos para a discriminação qualitativa descrito neste artigo e vídeo têm um potencial significativo em análises de rotina de qualidade, onde até mesmo um operador minimamente treinado pode discernir as diferenças na composição, ou desvios de uma fórmula bem definida. Praticidade desta técnica poderia ser melhorada usando câmeras de celulares simples, que, em combinação com o software padrão e de reconhecimento de imagem, como o Google Goggles, poderia coincidir com as cores de emissões gravadas no banco de dados.......
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Divulgações
Não temos nada a divulgar.
Agradecimentos
Trabalho no laboratório de Bunz no Instituto de Tecnologia da Geórgia foi apoiado em parte pela National Science Foundation (NSF-CHE 07502753) eo trabalho na Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg foi financiado pelo "Struktur und Innovationsfond des Landes Baden-Württemberg". Trabalho no laboratório de Miljanić na Universidade de Houston foi financiado pelo programa National Science Foundation CARREIRA (CHE-1151292), a Fundação Welch (concessão não. E-1768), da Universidade de Houston (UH) e seu programa pequeno Grant, e Centro Texas para Supercondutividade em UH.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Ciclohexano (CH) | Mallinckrodt | 4878-02 | |
| Clorobenzeno (CB) | JT Baker | 9179-1 | |
| 1,2,4-Triclorobenzeno (TCB) | Alfa Aesar | 19390 | |
| Diclorometano (DCM) - Miljanić | Mallinckrodt | 4879-06 | |
| Acetonitrila (AN) | Mallinckrodt | 2856-10 | |
| Clorofórmio (CF) | Mallinckrodt | 4440-19 | |
| Diclorometano (DCM) - Bunz | Sigma Aldrich | 24233 | |
| Acetato de etila (EtOAc) | Brenntag | 10010447 | Destilação adicional |
| Acetonitrila (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-Hidroxibenzóico (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 benzóico (A7) | Merck | 8222571000 | |
| Ácido 3,5-dihidroxibenzóico (A8) | Sigma Aldrich | D110000 | |
| Ácido 2,4-diclorobenzóico (A9) | Sigma Aldrich | 139572 | |
| Ácido 2-hidroxi-5-iodobenzóico (A10) | Sigma Aldrich | I10600 | |
| Ácido 2,6-diclorofenilborônico (B1) | TCI | D3357 | |
| Ácido 3,5-bis(trifluorometil)fenilborônico (B2) | Sigma Aldrich | 471070 | |
| Ácido 4-mercaptofenilborônico (B3) | Sigma Aldrich | 524018 | |
| Ácido 4-metoxifenilborônico (B4) | TCI | M1126 | |
| Ácido benzenobeborônico (B5) | Alfa Aesar | A14257 | |
| Ácido ciclohexilborônico (B6) | Sigma Aldrich | 556580 | |
| Ácido 3-piridilborônico (B7) | Sigma Aldrich | 512125 | |
| Ácido 4-nitrofenilborônico (B8) | Sigma Aldrich | 673854 | |
| Ácido pentafluorofenilborônico (B9) | Sigma Aldrich | 465097 | |
| Trietilamina (N1) | Alfa Aesar | A12646 | |
| Piperidina (N2) | JT Baker | 2895-05 | |
| Piperazina (N3) | Aldrich | P45907 | |
| 1,4-Diaminobenzeno (N4) | Alfa Aesar | A15680 | |
| 1,3-Diaminobenzeno (N5) | Eastman | ||
| 1,2-Diaminobenzeno (N6) | TCI | P0168 | |
| 4-metoxianilina (N7) | Alfa Aesar | A10946 | |
| Anilina (N8) | Acros | 22173-2500 | |
| 4-nitroanilina (N9) | Alfa Aesar | A10369 | |
| N,N-difenilureia (N10) | Alfa Aesar | A18720 | |
| N,N-dimetilureia (N11) | Alfa Aesar | B21329 | |
| Uréia (N12) | Mallinckrodt | 8648-04 | |
| Canon EOS 30D (objetiva EFS 18-55 mm zoom lente) | Canon | ||
| Canon EOS Rebel T3i (objetiva EFS 18-55 mm zoom lente) | Canon | ||
| FujiFilm FinePix S9000 | Fuji |
Referências
- 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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Reimpressões e permissões
