芘基氮氧自由基型含硫化合物荧光探针的合成与性质

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1、江苏省高校优势学科资助硕士学位论文芘基氮氧自由基型含硫化合物荧光探针的合成与性质SynthesisandPropertiesofFluorescentProbeforSulfocompoundBasedonPyrenylNitroxide作者：杨代胜导师：倪中海教授中国矿业大学二〇一六年五月中图分类号0657学校代码10290UDC543密级公开中国矿业大学硕士学位论文芘基氮氧自由基型含硫化合物荧光探针的合成与性质SynthesisandPropertiesofFluorescentProbeforSulfocompoundBasedonPyrenylNitroxide作者杨代胜导师倪中海申请

2、学位理学硕士培养单位化工学院学科专业化学研究方向分子探针答辩委员会主席王兴涌评阅人二○一六年五月论文审阅认定书研究生杨代胜在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢衷心感谢倪中海教授对本论文的悉心指导及生活和学习上的帮助与鼓励！感谢实验室张丽芳老师、赵云师、李国玲师兄、苗宝喜师兄、陈会师姐、段丽萍师姐、程伟琴师姐、张然师姐、许丽华、季玉洁及师弟师妹们在学习和生活上给予的帮助与支持。感谢辛勤

3、耕耘的父母一直以来对我的教诲和无私付出，谢谢你们！感谢南京师范大学分析测试中心、中国科学院上海有机化学研究所测试中心、瀚盟生物科技有限公司以及浙江大学分析测试中心老师在样品测试方面给予的帮助。本论文的顺利开展得到了江苏省优势学科、国家自然基金项目（21176246）的经费支持，在此表示感谢。摘要硫化氢对环境的毒性污染及其在生物体内的生理过程中起着至关重要的调节作用，因此，实现硫化氢的快速、灵敏、准确、可靠的检测成为了目前的迫切需要，设计合成高灵敏度、高选择性的硫化氢荧光探针成为热点。氮氧自由基由于其独特的电子结构和化学性质，可以和硫化氢发生化学反应，从而作为分子的荧光开关，因此，氮氧自由基在硫

4、化氢检方面具有很大的开发应用潜力。本文以芘为荧光基团，设计合成了一些列芘基氮氧自由基型硫化氢荧光探针，并对他们的结构和荧光性能进行了详细的研究：1、将咪唑啉氮氧自由基片段键合到芘的1、2和4号取代位置上，设计合成了1-PNIT、2-PNIT以及4-PNIT三个芘基氮氧自由探针。探针用于检测硫化氢的荧光性能测试表明，该类探针与硫化氢响应强烈，是一类非常灵敏的硫化氢-7荧光探针，探针1-PNIT、2-PNIT以及4-PNIT的检测限分别达到5.276×10M、-7-75.93×10M和8.959×10M。在选择性方面，探针1-PNIT受到Cys和GSH的轻微干扰，而2-PNIT和4-PNIT的基本

5、不受Cys和GSH的影响。探针在中性条件或弱酸弱碱条件下均有较好的荧光性能，可用于生物样品或普通环境中的硫化氢检测，在硫化氢检测方面具有很大的开发应用潜力。2、通过对四甲基哌啶氮氧自由基（TEMPO）片段的结构进一步优化，设计合成了1-TBPNO、2-TBPNO以及4-TBPNO三个新型芘基氮氧自由基。该类探针检测硫化氢的荧光性能测试表明：该探针一类极其灵敏的硫化氢探针，探针-7-71-TBPNO、2-TBPNO以及4-TBPNO的检测限分别达到1.07×10M、1.379×10-7M和1.298×10M。选择性方面，探针1-TBPNO受到Cys和GSH轻微的干扰，而2-TBPNO和4-TBP

6、NO的基本不受Cys和GSH的影响。探针在中性条件或弱酸弱碱条件下表现出较好的荧光性能。因此，该类叔丁基芘基氮氧自由基是一种性能优异的硫化氢分子探针，在硫化氢检测方面具有很大的开发应用潜力。3、在上述两种氮氧自由基结构的基础上，分别在芘基咪唑啉氮氧自由基中引入了一个噻吩环（1-S-PNIT），叔丁基芘基氮氧自由基中引入了一个苯环（1-B-TBPNO）。两个探针灵敏度与之前相比明显下降，原因可能是芘环与引入基团的过度扭曲造成。但是探针1-S-PNIT和探针1-B-TBPNO在选择性方面优于前两种氮氧自由基，尤其是探针1-B-TBPNO在灵敏度和选择性方面都表现出良好性能，具有开发应用的前景。以上

7、结果表明，氮氧自由基自在硫化氢检测中具有很大的开发应用潜力。本论文共有图53幅、表10个、参考文献104关键词：芘；氮氧自由基；硫化氢；荧光探针IAbstractRecentlyyears,forthehydrogensulfidemoleculartoxicpollutiontoenvironmentanditscrucialroleinregulatingbiologicalsystem,de