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两个苯并噻唑吡唑啉化合物的合成与光学性质比较

更新时间:2009-03-28

苯并噻唑基团存在刚性的平面结构与离域的大π键,大多数苯并噻唑类化合物具有强烈的荧光和较高的荧光量子产率,同时噻唑环中的N, S原子具有与金属配位的能力,因此近年来苯并噻唑衍生物在光电材料[1]和荧光探针[2]制备方面受到广泛重视。同样地,含有刚性和部分不饱和吡唑啉环中心的1,3,5-三芳基吡唑啉化合物也是已知的荧光化合物, 具有很高的荧光量子效率, 作为性能优异的发光材料被广泛用于光学增白剂[3]和荧光分子探针[4,5]. 本研究将苯并噻唑和吡唑啉环有机结合,合成了两个含苯并噻唑基吡唑啉化合物3a和3b,通过紫外和荧光光谱检测并比较了它们在不同的溶剂中的光学性质,结果显示,与3a相比,3b由于共轭体系增长,其最大吸收波长和最大发射波长分别发生明显的红移变化,而且在相同条件下,3b的荧光强度比3a大,具有更好的发光性能。化合物的3a和3b的合成路线如图1所示:

  

图1 化合物的合成路线

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

所用试剂均为国产市售分析纯,Nicolet 5700红外光谱仪(KBr压片);Bruker Advance Ⅲ 300NMR核磁共振仪(CDCl3为溶剂,为内标);Finnigan Trace MS质谱仪;X-4数字显微熔点测定仪;U-3010紫外可见光光度计;F-4500荧光光谱仪(日本日立公司)。

1.2 合成

1.2.1 苯乙烯基苯基酮(1)的合成[6]

在50 mL装有温度计和滴液漏斗的三颈瓶中加入1.2g ( 0.01mol)苯乙酮、4 mL (0.01mol) 95%乙醇和5 mL (0.04 mol)10%氢氧化钠。缓慢滴加1.04g (1.0 mL, 0.01 mmol)新蒸馏的苯甲醛, 控制反应温度20°C~25°C,滴加完毕,继续搅拌30 min。冰浴冷却,结晶析出完全,抽滤,少量水洗至中性。粗产品用95%乙醇重结晶得到浅黄色片状固体1.2 g,熔点56°C~57°C.

1.2.2 二苄叉丙酮(2)的合成[7]

Case 2.当G=Q8或G=M2(2,1)=D8时,显然方次数exp(G)=4可平面化.当G=M2(2,2)时,元素(biaj)4=b4ia(4+12i)j=1;当G=M2(2,1,1)时,元素(aibjck)4=(aibj)4=a4ib4j[b,a]6ij=1,从而其幂图可平面化.同理M2(2,2,1)幂图可平面化.

[4]Wilkinson F, Kelly G P, Michael C, et al. A study of the photophysical properties of various triaryl-2-pyrazolines in solution and microcrystalline form[J]. Journal of Photochemistry & Photobiology A: Chemistry, 1990, 52(2): 309~320.

1.2.3 苯并噻唑吡唑啉(3)的合成

[1]廖显威,梁晓琴,王 莹,等. 三种2-苯乙烯基苯并噻唑类化合物荧光性能的量子化学研究[J]. 发光学报,2004,25(1):51~54.

(1.0 mmol) 化合物(1)或(2)和2-肼基苯并噻唑(1.0 mmol)溶解在15mL醋酸中,搅拌下加热回流4 h,反应完后混合物冷却至室温,旋转蒸发脱去溶剂,得粗产物,加入10 mL 10%氢氧化钠溶液洗涤,过滤后固体用少量水洗至中性,固体用无水乙醇重结晶,得到目标化合物3。

[2]蒋 凯,曹 梁,郝志峰,等.苯并噻唑荧光探针的设计、合成与应用研究进展[J].有机化学,2017,37(9): 2221~2236.

参考文献:

有一段时间,我痴迷于研究古今中外历史上的成功者,结果我发现他们都无一例外的在自己所热爱的领域里取得了举世瞩目的成就。

2 结果与讨论

2.1 化合物3a的晶体结构

化合物3a的晶体通过缓慢的挥发3a的乙醇溶液获得, 其晶体结构见图2. 晶体结构分析表明: 3a分子结构中苯并噻唑环、吡唑啉环和苯环(C17~C22)几乎是共平面的,吡唑啉环和苯环(C17~C22),苯并噻唑环的二面角分别为4.07°和5.29°.吡唑啉环和苯环(C11~C16)存在大的扭转,二面角为85.42°.化合物3a的晶体堆积图见图3. 3a 分子通过C-H…π氢键和π…π作用形成紧密堆积。

  

图2 化合物3a的晶体结构

  

图3 化合物3a的晶体堆积图

2.2 紫外光谱研究

我们将3a和3b溶解在不同溶剂中配制成1×10-5M,首先检测它们在不同溶剂中的紫外吸收光谱。图4和图5分别显示了它们不同溶剂中的紫外吸收光谱。分析结果表明:化合物3a和3b的最大吸收波长范围分别为337~347 nm和363~373 nm, 3b的最大吸收波长大于3a主要是由于共轭体系增长的结果。

  

图4 化合物3a (1×10-5M)的紫外光谱

  

图5 化合物3b (1×10-5M)的紫外光谱

2.3 荧光光谱研究

3a和3b(1×10-5M)在不同溶剂中的荧光光谱如图6和图7所示,3a和3b的激发波长分别为371nm和373nm。分析光谱数据结果表明:化合物3a和3b的最大发射波长范围分别为438~457nm和466~479nm, 而且在相同的溶剂中,3b的荧光强度明显大于3a的荧光强度。比较3b,化合物3a最大发射波长以及荧光强度的改变同样能够归功于其共轭体系增长的结果。

  

图6 化合物3a (1×10-5M)在不同的荧光光谱

  

图7 化合物3b (1×10-5M)的荧光光谱

3 结论

本文设计合成了两种苯并噻唑吡唑啉衍生物3a和3b, 其中化合物3a的结构通过单晶衍射得到证实。通过紫外和荧光光谱研究比较了它们在不同溶剂中的光学性质。结果表明,在相同条件下,化合物3b由于共轭体系的增长,其紫外吸收波长和荧光发射波长比较化合物3a均出现明显的红移,化合物3b的荧光强度高于3a,是一种性能更好的发光化合物。

3a: 熔点:186°C~187 °C; IR (νmax, KBr, cm-1): 3080, 2385, 1601, 1537, 1440, 1274, 1126, 870, 753;1H NMR (CDCl3), δ (ppm): 3.30 (dd, 1H, J = 5.1, 5.1 Hz, pyridine-H), 3.93 (dd, 1H, J= 11.7, 12.0 Hz, pyridine-H), 5.83 (dd, 1H, J= 5.1, 5.1Hz, pyrazoline-H), 7.05~7.08 (m, 1H, Ar-H), 7.10~7.34(m, 2H, Ar-H), 7.41~7.50 (m, 7H, Ar-H), 7.64~7.67 (m, 1H, Ar-H);7.75~7.78(m,3H,Ar-H);ESI-MS: m/z 356.24 [M+H]+ .

支护结构全过程温度分布变化全过程见图4,内外温差过程图见图5,运行期水温仅对支护结构运行期温度分布和温差分布产生影响。在5℃运行水温条件下,支护结构在全过程中的内外最大温差39.4℃,截面中心和表面的最大温差23.95℃,发生在76.07 d(运行期第1天);在10℃运行水温条件下,支护结构在全过程中的内外最大温差38.45℃,发生在13.90 d;截面中心和表面的最大温差21.97℃,发生在76.02 d(运行期第1天)。

1.6 统计学方法 采用SPSS 17.0统计软件进行数据处理及分析。采用频数、百分比、均数、标准差描述护士的一般资料,中文版共情疲劳量表、职业认同量表和领悟社会支持量表得分情况,采用t检验、单因素方差分析、Pearson相关分析及多元线性回归进行分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

[3]刘秋君,高 磊,王 雷,等.新型吡唑啉类荧光化合物的合成及光谱分析[J]. 光谱学与光谱分析,2009,29(10): 2810~2814.

5.3 mL (0.05 mmol)新蒸馏的苯甲醛,1.8 mL(0.025 mmol)丙酮、40 mL 95﹪乙醇和50 mL 10%氢氧化钠依次加入250 mL圆底烧瓶,搅拌20 min,抽滤,用水洗涤固体,抽干水份。用1 mL 冰醋酸和25 mL 95%乙醇配成的混合液浸泡,洗涤,最后再用水洗。过滤后固体用无水乙醇重结晶,得到淡黄色固体3.6 g,熔点113°C(分解)。

3b: 熔点:194°C~195°C; IR (νmax, KBr, cm-1): 3449, 1638, 1553, 1441, 1323, 1279, 1227, 1133, 758, 693;1H NMR (CDCl3), δ (ppm): 7.62~7.64(m, 1H, Ar-H), 7.46~7.52(m, 3H), 7.19~7.39 (m, 11H), 7.06~7.10(m, 1H), 6.79~6.70(m, 1H), 5.77(dd, 1H, J=5.1, 5.1 Hz, pyrazoline-H), 3.80(dd, 1H, J= 11.7, 11.7 Hz, pyrazoline-H), 3.19 (dd,1H, J= 5.1, 5.1 Hz, pyrazoline-H). ESI-MS: m/z 382.10 [M+H]+.

[5]Hu S, Zhang S , Hu Y, et al. A new selective pyrazoline-based fluorescent chemosensor for Cu2+ in aqueous Solution[J]. Dyes and Pigments 2013, 96, 509~515.

[6]徐家宁,张锁秦,张寒琦.基础化学实验(中册)有机化学实验[M]. 北京:高等教育出版社,2006.

[7]曾昭琼.有机化学实验[M]. 北京:高等教育出版社,2000.

享受过程,坚定信念,这就是在娱乐圈摸爬滚打多年,依旧初心不减的赵多娜。透过她的眼神,我们仍然能看到那份可贵的少年感。她的微博动态,也基本被拍戏和健身占据,一张张对着镜头笑容醇美的照片,折射着她清隽而剔透的内心。

Sarcevic用概念分析法探讨了mortgage和hypothèque的关系。虽然两者都体现的是法律上的债务担保,但外延含义有所差别。Hypothèque的担保没有转移财产的所有权,而mortgage表达的是需要转移所有权。因此,二者在法律功能或法律效力上并不完全对等[5]186。

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胡景润,吴顺红
《湖北师范大学学报(自然科学版)》2018年第01期文献

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