教学研究与课程思政协同发展的药物化学实践教学——一种苝酰亚胺衍生物医用荧光探针的合成

药物化学是一门实践性很强的药学类本科专业的核心课程,灵活地将思政元素与科研实例有机融合,充分发挥教学研与思政教育的协同作用,在知识传播中增强学生的专业认同感,实现药物化学课程思政的育人功能。设计一种以四氯苝酐为原料、可选择性识别Pb2+的新型苝酰亚胺荧光探针,并将其与Pb2+配位后的荧光性能进行详细研究,准确实现Pb2+的识别。本实验不仅能够锻炼学生对仪器的合理使用,熟悉苝酰亚胺衍生物医用荧光探针的结构、性能和制备方法,还可以使学生进一步了解学科前沿,促进教学研与课程思政全面协同发展,从而培养科学能力,提升科学素养。

琥珀酰亚胺衍生物抗癫痫活性的研究进展

目的对琥珀酰亚胺衍生物的抗癫痫活性进行总结。方法通过收集已发表文献中报道的琥珀酰亚胺衍生物的相关信息,对琥珀酰亚胺衍生物的抗癫痫活性及构效关系进行综述。结果按照时间顺序,对文献报道的25种琥珀酰亚胺类衍生物的抗癫痫活性进行了系统性的总结。结论通过对琥珀酰亚胺衍生物活性及构效关系的总结,为进一步开发以琥珀酰亚胺为母核的新型抗癫痫药物提供依据。

噻吩酰亚胺衍生物二阶非线性光学性质的DFT研究

采用密度泛函理论(DFT)CAM-B3LYP方法,计算研究了12个设计的噻吩酰亚胺衍生物的电子光谱和二阶非线性光学性质.结果表明,此类化合物有较大的第一超极化率β_(tot)值和β_(vec)值,且β_(tot)值和β_(vec)值随引入氰基数目的增加而显著增大.给/吸电子基团引起的电荷转移变化对体系β_(tot)值和β_(vec)值的影响大于分子六元杂环中N杂原子位置变化对其影响.

基于萘二酰亚胺衍生物的离子识别聚集诱导发光(AIE)材料的设计合成及其性能研究

萘二酰亚胺(NDI)虽然具有诸多优良特性,但是萘二酰亚胺类衍生物的诸多缺点却限制了其应用。因此,改进萘二酰亚胺类衍生物的缺点有着非常重要的意义,将能够促进其得到有效应用。以二(2-乙基己基)-4,9-二溴-萘四羧酸二酰亚胺分子作为核心骨架,通过合理的结构修饰,进一步加大以NDI芳香核为基本单元的共轭结构,系统研究他们的分子结构、固态及离子识别性能。

水溶性苝二酰亚胺类衍生物pH荧光探针的合成及表征

合成并表征了化合物N,N'-二天冬氨酸铵盐-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺(PTCDA)。当pH值从10.75减小到3.97时,c(PTCDA)=10-5 mol/L水溶液的紫外-可见吸收强度减弱,且变化灵敏。当该溶液的pH从10.75减小到9.66时,荧光强度急剧降低;当pH从9.66继续减小到5.12时,荧光强度减弱相对缓慢;当pH值减小到5.12以下时,荧光强度迅速降低直至猝灭。pH的改变对发光团π-π堆积产生影响进而导致其荧光发射光谱和可见吸收光谱发生改变。该化合物是一个很好的水溶性pH荧光探针。

苝二酰亚胺及其衍生物在光催化领域的研究进展

光催化氧化技术凭借其稳定高效且成本低等优势,已成为当前研究领域广泛采用的有效降解水环境中污染物的的门技术之一。相关研究报道称苝二酰亚胺(PDI)超分子光催化剂能够独立完成从光吸收、载体分离到催化反应的整个光催化过程。人们已经通过其使用作为一种优良的半导体光催化剂致力于改善可见光的光催化活性。然而,光生电子和空穴的转移速度慢和催化活性低,稳定性差限制了苝二酰亚胺的光催化效率。详细阐述了近几年苝二酰亚胺材料合成及光学性质、总结了PDI及其衍生材料在光催化领域的最新应用研究进展,并总结了苝二酰亚胺光催化材料的应用现状。将有助于开发新的策略,以进一步改善苝二酰亚胺材料的光催化效率,以便能实际大规模工程化应用的方向发展。

一种苝酰亚胺Pb^(2+)荧光探针的合成及其选择性识别

以四氯苝酐、3-氨甲基吡啶为原料,设计并合成了一种可选择性识别Pb^(2+)的新型苝酰亚胺类荧光探针N,N-(吡啶-3-甲基)-1,6,7,12-四氯-3,4:9,10-苝二酰亚胺(PDI-MBD)。采用质谱、核磁等检测手段对其分子结构进行了表征,通过紫外和荧光光谱法对目标化合物PDI-MBD在N-甲基-2-吡啶烷酮(NMP)/H2O溶液中,对Pb^(2+)的识别性能进行了研究,其光谱性能和对Pb^(2+)识别研究显示,探针PDI-MBD自身的荧光较弱,但与金属离子Pb^(2+)配位反应后荧光显著增强,为配位反应前的10倍,但随着时间的延长,之后又出现荧光猝灭的现象。探针PDI-MBD表现出对溶液中的Pb^(2+)具有良好的选择性识别,且灵敏度高。研究发现,Pb^(2+)在0.1×10^(-5)~5×10^(-5)mol/L的浓度范围内与探针的荧光强度存在良好的线性关系;Pb^(2+)的最低检测限为0.5×10^(-6)mol/L。抗干扰试验证明加入其他常见金属离子后,探针PDI-MBD对Pb^(2+)的荧光信号无显著变化,不易受其他金属离子的影响。说明PDI-MBD可作为Pb^(2+)荧光探针,具有较优的选择性和较强的灵敏度,建立了一种检测Pb^(2+)的分析方法。

苝二酰亚胺共价有机框架超级还原剂用于高效光催化芳基卤化物还原反应

自由基离子型分子光催化剂被证实是具有很强还原能力的可见光超级还原剂,它们在促进惰性的有机反应(例如将芳基卤化物还原为芳基自由基)方面具有突出的催化能力.然而,由于分子聚集严重地降低其催化活性,因而针对非均相超级还原剂的研究较少.本文提出了一种新的方法来解决上述问题,通过溶剂热反应将具有连续光诱导电子转移机制的苝二亚胺超级还原剂(PDI)异质化为二维给体-受体(D-A)共价有机框架(COFs).即以N,N'-双(3-戊基)-2,5,8,11-四(4-甲酰基苯基)苝二酰亚胺(TFPDI)与1,3,6,8-四(4-氨基苯基)芘\(Py-TA)或2,3,6,7-四(4-氨基基苯基)四硫富瓦烯(TTF-TA)为原料,通过溶剂热反应分别制备了两种高晶态二维D-A型COF结构:USTB-21和USTB-22,并用于芳基氯化物、芳基溴化物和芳基碘化物的光催化还原反应.X射线衍射和理论模拟结果表明,USTB-21和USTB-22具有二维共价键连接的层状结构,分别呈现AA和AB的堆积方式.在各自最佳反应条件下,COFs显示出与均相催化剂相媲美的可见光催化性能,可高效地还原一系列芳基氯化物、芳基溴化物和芳基碘化物.其中,USTB-22在可见光驱动不同的芳香卤化物还原时,3 h内的转化率高达99%.瞬态吸收光谱结果表明,相比于均相催化剂(N,N'-双(2,6-二异丙基苯基)苝二酰亚胺),自由基阴离子激发态寿命是150 ps,USTB-21和USTB-22具有更长的激发态寿命,分别为210和260 ps.顺磁共振波谱测试结果证明,自由基阴离子光催化剂异质化成晶态D-A型COFs能够有效地促进电荷分离效率和延长激发态寿命.上述结果说明,USTB-22具有良好的光催化性能主要是因为其激发态寿命较长以及电荷分离效率较好.理论模拟结果表明,所制备的材料具有D-A型的电子结构.对COF的模型片段进行理论计算,揭示了各步反应路径中吉布斯自由能的变化,从而进一步阐明了光催化机理.在催化反应过程中,芳基卤化物还原途径可分为两个阶段:第一阶段为双光子能量输入和光驱电子转移,包括光子捕获和(TTF-PDI•−)^(*)产生以及光驱动电子转移到4-溴苯乙酮底物;第二阶段为能量输出,用于还原4-溴苯乙酮底物生成苯乙酮.综上所述,本文通过溶剂热反应将具有连续光诱导电子转移机制的苝二亚胺超级还原剂异质化为二维D-A型COFs结构.该结构在芳基氯化物、芳基溴化物和芳基碘化物等的光催化还原反应中,可很好地促进电子从光催化剂转移到反应物,进而显著提高光催化反应的活性和选择性;本研究对于未来设计新型自由基离子型高效光催化剂提供了新的思路.

苝酰亚胺衍生物的合成及其应用进展

总结了苝酰亚胺衍生物的合成,评述了其在有机场效应晶体管、太阳能电池、电致发光二极管和生物等领域中的应用与发展同时,讨论了苝酰亚胺衍生物今后的发展方向。

新型苝酰亚胺衍生物的合成及其光学性能

以3,4,9,10-苝四酸二酐为原料,设计并合成了三个新型的苝酰亚胺衍生物———N,N'-二(1-戊基己基)-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺,N,N'-二(1-戊基己基)-1,6,7,12-四(对叔丁基苯氧基)-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺和N,N'-二(4-六氟异丙醇基苯基)-1,6,7,12-四(对叔丁基苯氧基)-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺,其结构经1H NMR和MS表征。用UV-Vis和荧光光谱研究了他们的光学性质。

18-冠-6修饰苝酰亚胺衍生物的合成及离子识别行为

合成了一种18-冠-6修饰的苝酰亚胺衍生物(1),研究了其作为主体对金属离子与阴离子的选择性识别行为.结果表明,主体1对Ba2+离子具有一定的选择性响应,并可以通过Ba2+调控主体1的堆积行为;主体1还对F-离子有选择性响应,F-与苝酰亚胺单元之间发生了阴离子-π相互作用.

含苝酰亚胺衍生物太阳电池材料

随着全球对能源需求的日益增加,能源问题已成为当今世界各国经济发展过程中遇到的首要问题,用之不竭的无污染太阳电池成为近年来研究的热点。最近苝酰亚胺衍生物在太阳电池材料的研究开发中受到越来越多的重视,一方面是苝酰亚胺类材料价格便宜、稳定性高;另一方面苝酰亚胺衍生物含有大的共苯环平面结构和两个亚胺环结构,具有高的电子亲和势和很强的得电子能力,是一种典型的n型材料。本文综述了苝酰亚胺衍生物在有机太阳电池材料中的应用,并且介绍了本课题组在该领域的研究进展,讨论了其今后的发展方向。

苝四羧酸二酰亚胺衍生物的合成及其性能研究

以苝四羧酸二酐为原料,设计并合成了3个苝四羧酸二酰亚胺类化合物[1,7-二溴-3,4,9,10-苝四酸酐(1),N,N′-二(十二烷基)-1,7-二溴-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺(2)和N,N′-二(十二烷基)-1,7-二对叔丁基苯氧基-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺(3)],其结构经1HNMR和MS表征。用循环伏安法和热分析法研究了2和3的电化学性质和热学性质。结果表明:2和3的氧化电位分别为931.6mV,170.1mV,还原电位分别为-1028mV,-1941mV;2和3具有高的分解温度(>300℃),有良好的热稳定性。

吸电子基对苝酰亚胺衍生物气敏传感性能的影响

在苝四酸酐苝湾1,7或1,6,7,12位分别引入氰基或氯原子,制备了两种苝湾含吸电子基的苝酰亚胺衍生物N,N’-双(十二烷基)-1,7-二氰基-3,4:9,10-苝二酰亚胺(PTCDI-CNC12)和N,N’-双(十二烷基)-1,6,7,12-四氯-3,4:9,10-苝二酰亚胺(PTCDI-ClC12),并研究了两种化合物在氯仿/甲醇二元混合溶剂中的超分子自组装及所得纳米结构的传感性能.结果显示,在苯肼气氛(10ppm)中,两种苝酰亚胺衍生物的灵敏度不同,PTCDI-CNC12电流增加了2个数量级,而PTCDI-ClC12增加了4个数量级.其原因在于两者比表面积的差别和分子骨架结构扭曲程度的不同.这表明苝湾位吸电子基对苝酰亚胺衍生物气敏传感性能有着显著影响.

湾位双键官能化苝酰亚胺的合成及其溶液自组装行为研究

通过对苝酰亚胺的改性,合成了湾位双键官能团化、侧链为燕尾链的苝酰亚胺衍生物1,7-vinyl-PDI-EH。通过控制变量、优化合成反应条件,以反应浓度3.5 mg/mL在色谱纯级别(HPLC)四氢呋喃中反应2 h时,目标产物产率最高。进一步采用紫外可见分光光谱、荧光光谱以及浓度依赖光谱对其光物理性能和自组装行为进行表征,结果表明1,7-vinyl-PDI-EH在氯仿溶液中浓度达到1.1×10^(-4 )mol/L后随着浓度增大荧光淬灭,7.0×10^(-4) mol/L时分子产生明显自组装。通过氯仿和甲醇体系的双扩散晶体培养,得到1,7-vinyl-PDI-EH晶体,其在结晶状态下仍有一定荧光性能。

苝酰亚胺衍生物的合成及其荧光性能研究

以3,4∶9,10-苝四羧酸二酐为原料,合成了N,N′-二(1-戊基己基)-1,7-二对叔丁基苯氧基-3,4∶9,10-苝四羧酸二酰亚胺,使用1 H-NMR、MS、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱对所合成的化合物进行了表征,并研究了其对常见有机小分子的荧光传感性能,发现对苯胺具有较好的选择性。

苝二酰亚胺类光敏剂及其与氮磷钾叶面肥复配对油菜生长发育的影响

旨在研究苝二酰亚胺类光敏剂及其与氮磷钾叶面肥复配对油菜生长发育的影响,以1,7-二溴-3,4,9,10-苝四羧基双酐(PDI-2Br)为受体,环己胺为给体制备N,N’-二环己基-1,7-二环己胺基-3,4,9,10-苝二酰亚胺(PDI-4CHA),随后在PDI-4CHA表面包裹纳米硅壳得到PDI-4CHA复合纳米胶囊(光敏剂,PS)。以油菜为试验材料,研究PS最佳喷施浓度,设置CK、0.4%PS、1.2%PS、2%PS、3%PS 5个处理;研究光敏剂与氮磷钾叶面肥W复配(PS&W)处理对油菜生长发育的影响,设置CK、叶面肥W、2%PS、0.4%PS&W、1.2%PS&W、2%PS&W 6个处理。结果表明:成功合成PDI-4CHA复合纳米胶囊;PS喷施浓度在0%~3%范围内,2%PS处理对油菜的促进效果最好,与CK相比,在最后一次取样中油菜SPAD值、干重、鲜重分别提高了21.93%、60.72%、44.93%;PS&W处理对油菜生长影响实验显示,相较于CK、W和PS处理,1.2%PS&W处理在最后一次取样中油菜的鲜重分别增高了161.43%、173.90%和105.46%,干重分别增高了163.98%、173.92%和107.64%,并且复配处理过的油菜的品质均不差于对照处理。该实验证明苝二酰亚胺类光敏剂及其与氮磷钾叶面肥复配喷施对油菜有增效作用。

苝二酰亚胺衍生物的合成、一维分子自组装及其应用研究进展

本文综述了一类环境稳定的n型有机半导体,苝二酰亚胺及其衍生物(PDIs),的研究进展,涵盖了它们分子的合成和一维自组装,重点介绍了PDIs一维纳米纤维材料的构建及其应用研究进展。

香草醛取代的苝酰亚胺荧光探针的制备及对Pb^(2+)的识别

将苝酰亚胺衍生物作为荧光团,以苝四酸酐和香草醛为原料,设计并合成了一种高效、有特定反应性能的新型苝酰亚胺类Pb^(2+)荧光探针N,N-双香草醛基-1,6,7,12-四氯-3,4:9,10-苝二酰亚胺(PDI-VBD)。通过质谱、核磁等检测手段对探针分子PDI-VBD的结构进行表征,利用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱法探究了探针PDI-VBD对Pb^(2+)的荧光识别性能。光谱分析研究结果显示,在NMP/H_(2)O溶液体系中,探针分子PDI-VBD对Pb^(2+)显示出较强的选择性识别能力和较高的灵敏度,即苝酰亚胺衍生物PDI-VBD自身的荧光较弱,但与Pb^(2+)结合之后,生成了具有较强荧光的配位化合物。金属离子共存实验证明此荧光探针对Pb^(2+)选择性高,且不受其他金属离子干扰。结果表明,香草醛取代的苝酰亚胺衍生物PDI-VBD是一种新型Pb^(2+)荧光探针,选择性好、灵敏度高,可用于实际水样、食品及环境中重金属Pb^(2+)的检测。

苝酰亚胺衍生物荧光探针的制备及对金属离子的识别

苝酰亚胺衍生物(perlenediimides derivatives,PDIs)作为一类性能优异的新型光电材料,由于其良好的光电性能和强的化学可修饰性,使其在荧光探针方面有着良好的应用前景。以提高苝酰亚胺衍生物溶解性能、改善选择性能为研究切入点,以四氯苝酐为原料,在主链引入供电子基吡啶-2-甲氨基,制备苝酰亚胺衍生物N,N-二(吡啶-2-甲基)-1,6,7,12-四氯-3,4:9,10-苝二酰亚胺(PTCDI-ABD),并对其与Pb^(2+)、Cu^(2+)、Mg^(2+)、Ni^(2+)、Zn^(2+)、K^+、Na^+等金属离子络合后的荧光性能进行详细研究,确定特征金属离子,准确实现金属离子识别。研究证明该化合物分子结构的优化增加了其在空气中的稳定性,与金属离子络合后(即使在较低浓度0.1×10^(-5) mol·L^(-1)),吸收光谱发生蓝移,随着时间的延长,Cu^(2+)的存在导致荧光淬灭。研究显示该化合物是一个很好的Cu^(2+)荧光探针,准确度高、灵敏度强、选择性好、操作简便,容易进行大规模生产和标准化控制。