红移型Cu(II)离子比率荧光探针的光物理性质

崔俐丽 周丹红 李苗苗

引用本文: 崔俐丽, 周丹红, 李苗苗. 红移型Cu(II)离子比率荧光探针的光物理性质[J]. 物理化学学报, doi: 10.3866/PKU.WHXB201302064 shu
Citation:  CUI Li-Li, ZHOU Dan-Hong, LI Miao-Miao. Photophysical Properties of a Red-Shift Cu(II) Ratiometric Fluorescent Chemosensor[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, doi: 10.3866/PKU.WHXB201302064 shu

红移型Cu(II)离子比率荧光探针的光物理性质

摘要:

应用密度泛函理论(DFT)及含时密度泛函理论(TDDFT)方法研究了N-丁基-4,5-二[2-(苯胺基)乙胺基]-l,8萘酰亚胺红移型铜离子比率荧光探针的光物理性质. 通过探针分子与金属离子结合前后的几何构型优化, 结合自然键轨道分析, 揭示了探针分子对铜离子的识别作用. 通过激发态计算阐明了光诱导分子内电荷转移(ICT)机理. 研究结果表明, 由于Cu(II)离子络合导致萘胺脱氢, 带负电荷的胺基N原子与萘环形成C=N双键,延长了共轭体系; N的非键电子向Cu(II)离子的空d轨道转移一个电子, 抑制了Cu(II)离子的顺磁效应所导致的荧光淬灭, 受光激发后, 共轭N与萘环之间发生nπ*电子转移导致ICT效应和荧光红移.

English

    1. [1]

      (1) Tapiero,H.; Townsend,D.M.; Tew,K.D. Biomed. Pharmacother2003, 57, 386. doi: 10.1016/S0753-3322(03)00012-X

      (1) Tapiero,H.; Townsend,D.M.; Tew,K.D. Biomed. Pharmacother2003, 57, 386. doi: 10.1016/S0753-3322(03)00012-X

    2. [2]

      (2) Linder, M. C.; Hazegh-Azam, M. Am. J. Clin. Nutr. 1996, 63,797S.(2) Linder, M. C.; Hazegh-Azam, M. Am. J. Clin. Nutr. 1996, 63,797S.

    3. [3]

      (3) Uauy, R.; Olivares, M.; nzalez, M. Am. J. Clin. Nutr. 1998,67 (suppl), 952S.(3) Uauy, R.; Olivares, M.; nzalez, M. Am. J. Clin. Nutr. 1998,67 (suppl), 952S.

    4. [4]

      (4) Rurack, K. Spectrochim. Acta A 2001, 57 (11), 2161. doi: 10.1016/S1386-1425(01)00492-9(4) Rurack, K. Spectrochim. Acta A 2001, 57 (11), 2161. doi: 10.1016/S1386-1425(01)00492-9

    5. [5]

      (5) Zheng, Y. J.; Orbulescu, J.; Ji, X. J.; Andreopoulos, F. M.;Pham, S. M.; Leblanc, R. M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125,2680. doi: 10.1021/ja0293610(5) Zheng, Y. J.; Orbulescu, J.; Ji, X. J.; Andreopoulos, F. M.;Pham, S. M.; Leblanc, R. M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125,2680. doi: 10.1021/ja0293610

    6. [6]

      (6) Hou, F. P.; Huang, L.; Xi, P. X.; Cheng, J.; Zhao, X. F.; Xie, G.Q.; Shi, Y. J.; Cheng, F. J.; Yao, X. J.; Bai, D. C.; Zeng, Z. Z.Inorg. Chem. 2012, 51, 2454. doi: 10.1021/ic2024082(6) Hou, F. P.; Huang, L.; Xi, P. X.; Cheng, J.; Zhao, X. F.; Xie, G.Q.; Shi, Y. J.; Cheng, F. J.; Yao, X. J.; Bai, D. C.; Zeng, Z. Z.Inorg. Chem. 2012, 51, 2454. doi: 10.1021/ic2024082

    7. [7]

      (7) Zhou, Y. M.; Zhang, J. L.; Zhou, H.; Zhang, Q. Y.; Ma, T. S.;Niu, J. Y. Journal of Luminescence 2012, 132, 1837. doi: 10.1016/j.jlumin.2012.03.016(7) Zhou, Y. M.; Zhang, J. L.; Zhou, H.; Zhang, Q. Y.; Ma, T. S.;Niu, J. Y. Journal of Luminescence 2012, 132, 1837. doi: 10.1016/j.jlumin.2012.03.016

    8. [8]

      (8) Kaur, S.; Kumar, S. Chem. Commun. 2002, 2840.(8) Kaur, S.; Kumar, S. Chem. Commun. 2002, 2840.

    9. [9]

      (9) Banthia, S.; Samanta, A. J. Phys. Chem. B 2002, 106 (21), 5572.doi: 10.1021/jp014546z(9) Banthia, S.; Samanta, A. J. Phys. Chem. B 2002, 106 (21), 5572.doi: 10.1021/jp014546z

    10. [10]

      (10) Mashraqui, S. H.; Chandiramani, M.; Betkar, R.; Ghorpade, S.Sensors and Actuators B 2010, 150, 574. doi: 10.1016/j.snb.2010.08.037(10) Mashraqui, S. H.; Chandiramani, M.; Betkar, R.; Ghorpade, S.Sensors and Actuators B 2010, 150, 574. doi: 10.1016/j.snb.2010.08.037

    11. [11]

      (11) Xu, Z. C.; Pan, J.; Spring, D. R.; Cui, J. N.; Yoon, J. Y.Tetrahedron 2010, 66, 1678. doi: 10.1016/j.tet.2010.01.008(11) Xu, Z. C.; Pan, J.; Spring, D. R.; Cui, J. N.; Yoon, J. Y.Tetrahedron 2010, 66, 1678. doi: 10.1016/j.tet.2010.01.008

    12. [12]

      (12) Zhu, H.; Fan, J. L.; Lu, J.; Hu, M. M.; Cao, J. F.;Wang, J.; Li,H. L.; Liu, X. J.; Peng, X. J. Talanta 2012, 93, 55. doi: 10.1016/j.talanta.2012.01.024(12) Zhu, H.; Fan, J. L.; Lu, J.; Hu, M. M.; Cao, J. F.;Wang, J.; Li,H. L.; Liu, X. J.; Peng, X. J. Talanta 2012, 93, 55. doi: 10.1016/j.talanta.2012.01.024

    13. [13]

      (13) Fan, J. L.; Liu, X. J.; Hu, M. M.; Zhu, H.; Song, F. L.; Peng, X.J. Analytica Chimica Acta 2012, 735, 107. doi: 10.1016/j.aca.2012.05.027(13) Fan, J. L.; Liu, X. J.; Hu, M. M.; Zhu, H.; Song, F. L.; Peng, X.J. Analytica Chimica Acta 2012, 735, 107. doi: 10.1016/j.aca.2012.05.027

    14. [14]

      (14) Zhao, T. F.; Zhao, D. F.; Yu, H. Y.; Cheng, L. B. DyestuffIndustry 1997, 34 (1), 8. [赵同丰, 赵德丰, 于华云, 程侣柏.染料工业, 1997, 34 (1), 8.](14) Zhao, T. F.; Zhao, D. F.; Yu, H. Y.; Cheng, L. B. DyestuffIndustry 1997, 34 (1), 8. [赵同丰, 赵德丰, 于华云, 程侣柏.染料工业, 1997, 34 (1), 8.]

    15. [15]

      (15) Xu, Z. C.; Xiao, Y.; Qian, X. H.; Cui, J. N.; Cui, D.W. Org.Lett. 2005, 7 (5), 889. doi: 10.1021/ol0473445(15) Xu, Z. C.; Xiao, Y.; Qian, X. H.; Cui, J. N.; Cui, D.W. Org.Lett. 2005, 7 (5), 889. doi: 10.1021/ol0473445

    16. [16]

      (16) Xu, Z. C.; Qian, X. H.; Cui, J. N. Org. Lett. 2005, 7 (14), 3029.doi: 10.1021/ol051131d(16) Xu, Z. C.; Qian, X. H.; Cui, J. N. Org. Lett. 2005, 7 (14), 3029.doi: 10.1021/ol051131d

    17. [17]

      (17) Furche, F.; Rappoport, D. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126 (4),1277. doi: 10.1021/ja037806u(17) Furche, F.; Rappoport, D. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126 (4),1277. doi: 10.1021/ja037806u

    18. [18]

      (18) Duan, X. H.; Li, X. Y.; He, R. X.; Cheng, X. M. J. Chem. Phys.2005, 122 (8), 084314. doi: 10.1063/1.1850097(18) Duan, X. H.; Li, X. Y.; He, R. X.; Cheng, X. M. J. Chem. Phys.2005, 122 (8), 084314. doi: 10.1063/1.1850097

    19. [19]

      (19) Demeter, A.; Bérces, T.; Biczók, L.;Wintgens, V.; Valat, P.;Kossanyi, J. J. Phys. Chem. 1996, 100 (6), 2001. doi: 10.1021/jp951133n(19) Demeter, A.; Bérces, T.; Biczók, L.;Wintgens, V.; Valat, P.;Kossanyi, J. J. Phys. Chem. 1996, 100 (6), 2001. doi: 10.1021/jp951133n

    20. [20]

      (20) Duan, X. H.; Pei, Z. H.; Ma, Y. J. Science in China Series B:Chemistry 2008, 38 (3), 232. [段晓惠, 裴重华, 马拥军.中国科学B辑: 化学, 2008, 38 (3), 232.](20) Duan, X. H.; Pei, Z. H.; Ma, Y. J. Science in China Series B:Chemistry 2008, 38 (3), 232. [段晓惠, 裴重华, 马拥军.中国科学B辑: 化学, 2008, 38 (3), 232.]

    21. [21]

      (21) Paul, B. K.; Samanta, A.; Kar, S.; Guchhait, N. Journal ofLuminescence 2010, 130 (7), 1258. doi: 10.1016/j.jlumin.2010.02.036(21) Paul, B. K.; Samanta, A.; Kar, S.; Guchhait, N. Journal ofLuminescence 2010, 130 (7), 1258. doi: 10.1016/j.jlumin.2010.02.036

    22. [22]

      (22) Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648. doi: 10.1063/1.464913(22) Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648. doi: 10.1063/1.464913

    23. [23]

      (23) Foster, J. P.;Weinhold, F. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102 (24),7211. doi: 10.1021/ja00544a007(23) Foster, J. P.;Weinhold, F. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102 (24),7211. doi: 10.1021/ja00544a007

    24. [24]

      (24) Gross, E. K. U.; Kohn,W. Physical Review Letters 1985, 55 (26), 2850. doi: 10.1103/PhysRevLett.55.2850(24) Gross, E. K. U.; Kohn,W. Physical Review Letters 1985, 55 (26), 2850. doi: 10.1103/PhysRevLett.55.2850

    25. [25]

      (25) Stratmann, R. E.; Scuseria, G. E.; Frisch, M. J. J. Chem. Phys.1998, 109, 8218. doi: 10.1063/1.477483(25) Stratmann, R. E.; Scuseria, G. E.; Frisch, M. J. J. Chem. Phys.1998, 109, 8218. doi: 10.1063/1.477483

    26. [26]

      (26) Cossi, M.; Rega, N.; Scalmani, G.; Barone, V. J. Chem. Phys.2001, 114, 5691.(26) Cossi, M.; Rega, N.; Scalmani, G.; Barone, V. J. Chem. Phys.2001, 114, 5691.

    27. [27]

      (27) Wang, Y. L.;Wu, G. S. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24, 552.[王溢磊, 吴国是. 物理化学学报, 2008, 24, 552.] doi: 10.1016/S1872-1508(08)60021-2(27) Wang, Y. L.;Wu, G. S. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24, 552.[王溢磊, 吴国是. 物理化学学报, 2008, 24, 552.] doi: 10.1016/S1872-1508(08)60021-2

    28. [28]

      (28) Zhang, J. B.; Jin, L.; Zhang, H. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011,27, 1089. [张建坡, 金丽, 张红星. 物理化学学报, 2011, 27,1089.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110505(28) Zhang, J. B.; Jin, L.; Zhang, H. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011,27, 1089. [张建坡, 金丽, 张红星. 物理化学学报, 2011, 27,1089.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110505

    29. [29]

      (29) Liu, X. J.; Lin, T.; Gao, S.W.; Ma, R.; Zhang, J. Y.; Cai, X. C.;Yang, L.; Teng, F. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 1337.[刘小君, 林涛, 高少伟, 马睿, 张晋悦, 蔡新晨, 杨磊,滕枫. 物理化学学报, 2012, 28, 1337.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201204092(29) Liu, X. J.; Lin, T.; Gao, S.W.; Ma, R.; Zhang, J. Y.; Cai, X. C.;Yang, L.; Teng, F. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 1337.[刘小君, 林涛, 高少伟, 马睿, 张晋悦, 蔡新晨, 杨磊,滕枫. 物理化学学报, 2012, 28, 1337.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201204092

    30. [30]

      (30) Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38 (6), 3098. doi: 10.1103/PhysRevA.38.3098(30) Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38 (6), 3098. doi: 10.1103/PhysRevA.38.3098

    31. [31]

      (31) Vosko, S. H.;Wilk, L.; Nusair, M. Canadian Journal of Physics1980, 58, 1200.(31) Vosko, S. H.;Wilk, L.; Nusair, M. Canadian Journal of Physics1980, 58, 1200.

    32. [32]

      (32) Xu,W. H.; Zhang, Y.; Liu,W. J. Science in China Series B:Chemistry 2009, 39 (11), 1484. [许文华, 张勇, 刘文剑.中国科学B辑: 化学, 2009, 39 (11), 1484.](32) Xu,W. H.; Zhang, Y.; Liu,W. J. Science in China Series B:Chemistry 2009, 39 (11), 1484. [许文华, 张勇, 刘文剑.中国科学B辑: 化学, 2009, 39 (11), 1484.]

    33. [33]

      (33) Perdew, J. P. Phys. Rev. B 1986, 33, 8832.(33) Perdew, J. P. Phys. Rev. B 1986, 33, 8832.

    34. [34]

      (34) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 03,Revision E.01; Gaussian Inc.:Wallingford, CT, 2004.(34) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 03,Revision E.01; Gaussian Inc.:Wallingford, CT, 2004.

    35. [35]

      (35) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B. et al. Gaussian 09,Revision B.01; Gaussian Inc.:Wallingford, CT, 2010.(35) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B. et al. Gaussian 09,Revision B.01; Gaussian Inc.:Wallingford, CT, 2010.

    36. [36]

      (36) Wang, F. J.; Zhou, D. H.; Zuo, S. Y.; Cao, J. F.; Peng, X. J. ActaPhys. -Chim. Sin. 2012, 28, 1645. [王凤娇, 周丹红, 左士颖,曹建芳, 彭孝军. 物理化学学报, 2012, 28, 1645.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201205083

      (36) Wang, F. J.; Zhou, D. H.; Zuo, S. Y.; Cao, J. F.; Peng, X. J. ActaPhys. -Chim. Sin. 2012, 28, 1645. [王凤娇, 周丹红, 左士颖,曹建芳, 彭孝军. 物理化学学报, 2012, 28, 1645.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201205083

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  1271
  • 文章访问数:  1322
  • HTML全文浏览量:  16
文章相关
  • 发布日期:  2013-03-25
  • 收稿日期:  2012-11-28
  • 网络出版日期:  2013-02-06
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章