1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Luận văn thạc sĩ tổng hợp nghiên cứu phức chất của kim loại chuyển tiếp với phối tử hai càng trên cơ sở PAH

96 2 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Cấu trúc

  • ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

  • Hà Nội - 2015

  • NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN MINH HẢI GS.TS.NGUYỄN TRỌNG UYỂN

    • LỜI CẢM ƠN

    • MỤC LỤC

    • MỞ ĐẦU 1

    • CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 2

    • 1.1. Hợp chất đa vòng thơm PAH, pyren và phức chất của chúng 2

      • 1.1.1. Giới thiệu về hợp chất đa vòng thơm PAH 2

      • 1.1.2. Giới thiệu về pyren và hợp chất chứa vòng pyren 5

      • 1.1.3. Hóa học phức chất của PAH và pyren 8

    • 1.2. Phối tử amin 13

      • 1.2.1. Điamin thế 13

      • 1.2.2. Poliamin 15

    • 1.3. Giới thiệu về cảm biến hóa học 17

      • 1.3.1. Định nghĩa 17 1.3.2. Cảm biến một số ion kim loại phổ biến 17

    • 1.4.1. Đối tƣợng nghiên cứu 19

      • 1.4.1.1. Phối tử 1,2-bis[(pyrid-2-ylmetyl)(pyren-1-ylmetyl)amino]etan (Py3-pm)

      • 20

      • 1.4.1.2. Phối tử 1,2-bis[benzyl(pyren-1-ylmetyl)amino]etan (Py3-bn) 20

    • 1.4.2. Mục đích và nội dung nghiên cứu 21

    • 1.4.3. Phƣơng pháp nghiên cứu 21

      • 1.4.3.1. Phương pháp quang phổ hấp thụ hồng ngoại (IR) 22

      • 1.4.3.2. Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) 23

      • 1.4.3.3. Phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể (XRD). 24

    • CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 26

    • 2.1. Dụng cụ và hóa chất 26

      • 2.1.1. Dụng cụ 26

      • 2.1.2. Hoá chất 26

    • 2.2. Tổng hợp 27

      • 2.2.1. Tổng hợp 1,2-bis[(pyren-1-ylmetylen)amino]etan (Py1) 27

      • 2.2.2. Tổng hợp 1,2-bis[(pyren-1-ylmetyl)amino]etan (Py2) 28

      • 2.2.3. Tổng hợp phối tử 1,2-bis[benzyl(pyren-1-ylmetyl)amino]etan (Py3-bn) 28

    • 2.3. Các thông số kỹ thuật của máy đo áp dụng cho việc đo mẫu 31

      • 2.3.1. Phương pháp phổ hồng ngoại 31

      • 2.3.2. Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR 32

      • 2.3.3. Phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể 32

    • CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 33

    • 3.1. Tổng hợp và nghiên cứu phối tử 33

      • 3.1.1. Tổng hợp phối tử 33

      • 3.1.2. Nghiên cứu phối tử bằng phương pháp IR 33

      • 3.1.3. Nghiên cứu phối tử bằng phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR 37

      • 3.1.4. Nghiên cứu phối tử Py3-bn bằng phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể 49

      • 3.1.5. Nghiên cứu phối tử Py3-pm bằng phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể 53

    • 3.2. Nghiên cứu khả năng tƣơng tác của phối tử với ion kim loại bằng phƣơng pháp 1H-NMR 58

      • 3.2.2. Nghiên cứu khả năng tương tác của phối tử Py3-pm với ion kim loại bằng phương pháp 1H-NMR 60

    • 3.3. Nghiên cứu sự phát quang của phối tử trong hỗn hợp dung môi DMSO:H2O 64

      • 3.3.1. Nghiên cứu sự phát quang của phối tử Py3-pm trong hỗn hợp dung môi DMSO:H2O 64

    • MỤC LỤC BẢNG

    • MỤC LỤC SƠ ĐỒ

    • DANH LỤC TỪ VIẾT TẮT

    • CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN

      • 1.1.1. Giới thiệu về hợp chất đa vòng thơm PAH

    • Hình 1.1. Một số hợp chất PAH đặc trƣng

    • Hình 1.2. Phổ hấp thụ của naphtalen trong cyclohexan

    • Hình 1.3. Phổ hấp thụ của antraxen trong cyclohexan.

    • Hình 1.4. Phổ hấp thụ của pyren trong cyclohexan

      • 1.1.3. Hóa học phức chất của PAH và pyren

    • Hình 1.5. Cấu trúc đại phân tử hình chữ nhật

    • Hình 1.6. Cấu trúc phân tử phức chất dạng đa nhân, dạng xoắn

    • Hình 1.7. Cấu trúc phân tử phức chất dạng đa nhân và tổ ong kim loại Au với tetraxen và các phối tử phụ

    • Hình 1.8. Phức chất của Pt (II) với tetracen, pentacen và hỗn hợp hai loại trên.

    • Hình 1.9. Phức chất của Pt(II) trên cơ sở pyren.

    • Hình 1.10. Các phức chất của Cu+ và Ag+ với phối tử (L)

      • 1.2.1. Điamin thế

    • Hình 1.12. Dẫn xuất của điamin thế

    • Sơ đồ 1. Sơ đồ tổng hợp các phối tử etylenđiamin thế

      • 1.2.2. Poliamin

    • Hình 1.14. Hợp chất meso

    • Hình 1.15. Công thức biểu diễn poliamin

    • Hình 1.16. Phenol tetra-amin

    • Hình 1.17. Cấu hình trans của phức chất [CoCl2(tetramin)]+

      • 1.3.1. Định nghĩa

      • 1.3.2. Cảm biến một số ion kim loại phổ biến

    • 1.4. Đối tƣợng, mục đích, nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu

      • 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu

      • 1.4.1.1. Phối tử 1,2-bis[(pyrid-2-ylmetyl)(pyren-1-ylmetyl)amino]etan (Py3-pm)

    • Hình 1.18. Công thức cấu tạo của Py3-pm

      • 1.4.1.2. Phối tử 1,2-bis[benzyl(pyren-1-ylmetyl)amino]etan (Py3-bn)

    • Hình 1.19. Công thức cấu tạo của Py3-bn

    • 1.4.2. Mục đích và nội dung nghiên cứu

    • 1.4.3. Phƣơng pháp nghiên cứu

    • CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM

      • 2.1.1. Dụng cụ

      • 2.1.2. Hoá chất

    • 2.2. Tổng hợp

    • Sơ đồ 2. Sơ đồ tổng hợp các phối tử

      • 2.2.1. Tổng hợp 1,2-bis[(pyren-1-ylmetylen)amino]etan (Py1)

      • 2.2.2. Tổng hợp 1,2-bis[(pyren-1-ylmetyl)amino]etan (Py2)

      • 2.2.3. Tổng hợp phối tử 1,2-bis[benzyl(pyren-1-ylmetyl)amino]etan (Py3-bn)

      • 2.2.4. Tổng hợp phối tử 1,2-bis[(pyrid-2-ylmetyl)(pyren-1-ylmetyl)amino]etan (Py3-pm)

      • 2.2.5. Khảo sát khả năng tạo phức của phối tử với ion kim loại bằng phương pháp đo phổ 1H-NMR

      • 2.2.6. Khảo sát sự phát quang của phối tử trong hỗn hợp dung môi DMSO:H2O với tỉ lệ khác nhau

    • Bảng 2.1: Thể tích DMSO và H2O ứng với các tỉ lệ khác nhau

      • 2.2.7. Khảo sát khả năng cảm biến huỳnh quang của phối tử khi có mặt các ion kim loại khác nhau

    • 2.3. Các thông số kỹ thuật của máy đo áp dụng cho việc đo mẫu

      • 2.3.1. Phương pháp phổ hồng ngoại

      • 2.3.2. Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR

      • 2.3.3. Phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể

    • CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

      • 3.1.1. Tổng hợp phối tử

      • 3.1.2. Nghiên cứu phối tử bằng phương pháp IR

    • Bảng 3.1: Các dải hấp thụ chính trong phổ IR của pyren-1-cacbandehit, Py1, Py2, Py3-bn, Py3-pm.

    • Hình 3.1. Phổ IR của pyren-1-cacbanđehit

      • 3.1.3. Nghiên cứu phối tử bằng phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H- NMR

    • Hình 3.6. Phổ 1H-NMR của pyren-1-cacbanđehit

    • Hình 3.7. a) Phổ 1H-NMR của phối tử Py1 trong dung môi CDCl3

    • Hình 3.7. b) Phổ 1H-NMR vùng 9.32 - 7.1 ppm.

    • Bảng 3.2: Các pic trong phổ cộng hƣởng từ proton của Py1

    • Hình 3.8. a) Phổ 1H-NMR của phối tử Py2 trong dung môi CDCl3

    • Bảng 3.3: Các pic trong phổ cộng hƣởng từ proton của Py2

    • Hình 3.9. a) Phổ 1H-NMR của phối tử Py3-bn trong dung môi CDCl3

    • Bảng 3.4: Các pic trong phổ cộng hƣởng từ proton của Py3-bn

    • Hình 3.10. a) Phổ 1H-NMR của phối tử Py3-pm trong dung môi CDCl3

      • 3.1.4. Nghiên cứu phối tử Py3-bn bằng phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể

    • Hình 3.11. Cấu trúc đơn tinh thể của phối tử Py3-bn

    • Bảng 3.6. Một số thông số thực nghiệm quan trọng thu đƣợc từ cấu trúc đơn tinh thể của phối tử Py3-bn

    • Hình 3.12. a) Cấu trúc đơn tinh thể thể hiện xen phủ nhiều hơn giứa các vòng pyren của phối tử Py3-bn nhìn theo chiều ngang

    • Hình 3.12. b) Cấu trúc đơn tinh thể thể hiện xen phủ nhiều hơn giứa các vòng pyren của phối tử Py3-bn nhìn theo chiều từ trên xuống

    • Hình 3.13. a) Cấu trúc đơn tinh thể thể hiện xen phủ ít hơn giứa các vòng pyren của phối tử Py3-bn nhìn theo chiều ngang

      • 3.1.5. Nghiên cứu phối tử Py3-pm bằng phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể

    • Hình 3.14. Cấu trúc đơn tinh thể của phối tử Py3-pm

    • Bảng 3.8. Một số thông số thực nghiệm quan trọng thu đƣợc từ cấu trúc đơn tinh thể của phối tử Py3-pm

    • Hình 3.15. a) Cấu trúc đơn tinh thể thể hiện xen phủ nhiều hơn giứa các vòng pyren của phối tử Py3-pm nhìn ngang

    • Hình 3.16. a) Cấu trúc đơn tinh thể thể hiện xen phủ ít hơn giứa các vòng pyren của phối tử Py3-pm nhìn từ ngang

    • Hình 3.17. Cấu trúc đơn tinh thể của phân tử Py3-pm thể hiện tƣơng tác CH-π

      • 3.2.1. Nghiên cứu khả năng tương tác của phối tử Py3-bn với ion kim loại bằng phương pháp 1H-NMR

    • Hình 3.18. Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 1H-NMR của Py3-bn với ion Hg2+ dƣ trong dung môi CDCl3

      • 3.2.2. Nghiên cứu khả năng tương tác của phối tử Py3-pm với ion kim loại bằng phương pháp 1H-NMR

    • Hình 3.19. Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 1H-NMR của Py3-pm với ion Zn2+ dƣ trong dung môi CDCl3

    • Hình 3.20. Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 1H-NMR của Py3-pm với ion Hg2+ dƣ trong dung môi CDCl3

    • 3.3. Nghiên cứu sự phát quang của phối tử trong hỗn hợp dung môi DMSO:H2O

      • 3.3.1. Nghiên cứu sự phát quang của phối tử Py3-pm trong hỗn hợp dung môi DMSO:H2O

    • Hình 3.21. Py3-pm lần lƣợt trong dung môi DMSO, DMSO:H2O tỉ lệ 1:9, trạng thái rắn

      • 3.3.2. Nghiên cứu sự phát quang của phối tử Py3-bn trong hỗn hợp dung môi DMSO:H2O

    • Hình 3.23. Py3-bn lần lƣợt trong dung môi DMSO, DMSO:H2O tỉ lệ 1:9, trạng thái rắn

    • 3.4. Nghiên cứu khả năng cảm biến huỳnh quang của phối tử với các ion kim loại

      • 3.4.1. Nghiên cứu khả năng cảm biến huỳnh quang của phối tử Py3-pm với các ion kim loại

    • Hình 3.25. Phối tử Py3-pm trong hỗn hợp dung môi DMSO:H2O với tỉ lệ 1:9

    • Hình 3.26. Py3-pm và các ion kim loại lần lƣợt là Cu2+, Zn2+, Co2+, Ni2+, Fe3+, Hg2+ trong hỗn hợp dung môi DMSO:H2O với tỉ lệ 1:9

      • 3.4.2. Nghiên cứu khả năng cảm biến huỳnh quang của phối tử Py3-bn với các ion kim loại

    • Hình 3.27. Phối tử Py3-bn trong hỗn hợp dung môi DMSO:H2O với tỉ lệ 1:9

    • Hình 3.28. Phối tử Py3-bn khi bổ sung các ion kim loại lần lƣợt là Cu2+, Zn2+, Fe3+, Co2+Hg2+, Ni2+

    • KẾT LUẬN

    • TÀI LIỆU THAM KHẢO

    • Tiếng Anh

Nội dung

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Vũ Lê Vân TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT CỦA KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP VỚI PHỐI TỬ HAI CÀNG TRÊN CƠ SỞ PAH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - VŨ LÊ VÂN TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT CỦA KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP VỚI PHỐI TỬ HAI CÀNG TRÊN CƠ SỞ PAH Chun ngành: Hóa vơ Mã số: 60440113 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN MINH HẢI GS.TS.NGUYỄN TRỌNG UYỂN Hà Nội - 2015 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Minh Hải GS TS Nguyễn Trọng Uyển giao đề tài tận tình hướng dẫn giúp đỡ để em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo, kĩ thuật viên Phịng thí nghiệm Phức chất thuộc Bộ mơn Hóa Vơ cơ, Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho em thời gian làm thực nghiệm Để hoàn thành luận văn em nhận nhiều giúp đỡ ý kiến đóng góp quý báu anh, chị nghiên cứu sinh Phịng thí nghiệm Phức chất Và em xin cảm ơn, chia sẻ niềm vui tới gia đình, bạn bè ln bên động viên giúp đỡ em học tập, nghiên cứu hoàn thành đề tài Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Học viên MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN - 1.1 Hợp chất đa vòng thơm PAH, pyren phức chất chúng - 1.1.1 Giới thiệu hợp chất đa vòng thơm PAH -2 1.1.2 Giới thiệu pyren hợp chất chứa vòng pyren 1.1.2.1 Giới thiệu pyren 1.1.2.2 Giới thiệu hợp chất chứa nhân pyren 1.1.3 Hóa học phức chất PAH pyren 1.2 Phối tử amin - 13 1.2.1 Điamin 13 1.2.2 Poliamin 15 1.3 Giới thiệu cảm biến hóa học 17 1.3.1 Định nghĩa 17 1.3.2 Cảm biến số ion kim loại phổ biến 17 1.4.1 Đối tƣợng nghiên cứu - 19 1.4.1.1 Phối tử 1,2-bis[(pyrid-2-ylmetyl)(pyren-1-ylmetyl)amino]etan (Py3-pm) 20 1.4.1.2 Phối tử 1,2-bis[benzyl(pyren-1-ylmetyl)amino]etan (Py3-bn) -20 1.4.2 Mục đích nội dung nghiên cứu - 21 1.4.3 Phƣơng pháp nghiên cứu - 21 1.4.3.1 Phương pháp quang phổ hấp thụ hồng ngoại (IR) -22 1.4.3.2 Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) 23 1.4.3.3 Phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể (XRD). 24 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 26 2.1 Dụng cụ hóa chất - 26 2.1.1 Dụng cụ 26 2.1.2 Hoá chất 26 2.2 Tổng hợp - 27 2.2.1 Tổng hợp 1,2-bis[(pyren-1-ylmetylen)amino]etan (Py1) 27 2.2.2 Tổng hợp 1,2-bis[(pyren-1-ylmetyl)amino]etan (Py2) -28 2.2.3 Tổng hợp phối tử 1,2-bis[benzyl(pyren-1-ylmetyl)amino]etan (Py3-bn) 28 2.2.4 Tổng hợp phối tử 1,2-bis[(pyrid-2-ylmetyl)(pyren-1-ylmetyl)amino]etan (Py3-pm) 29 2.2.5 Khảo sát khả tạo phức phối tử với ion kim loại phương pháp đo phổ 1H-NMR 30 2.2.6 Khảo sát phát quang phối tử hỗn hợp dung môi DMSO:H2O với tỉ lệ khác 31 2.2.7 Khảo sát khả cảm biến huỳnh quang phối tử có mặt ion kim loại khác 31 2.3 Các thông số kỹ thuật máy đo áp dụng cho việc đo mẫu 31 2.3.1 Phương pháp phổ hồng ngoại -31 2.3.2 Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR 32 2.3.3 Phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể -32 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN - 33 3.1 Tổng hợp nghiên cứu phối tử - 33 3.1.1 Tổng hợp phối tử 33 3.1.2 Nghiên cứu phối tử phương pháp IR - 33 3.1.3 Nghiên cứu phối tử phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1HNMR 37 3.1.3.1 Nghiên cứu pyren-1-cacbandehid phương pháp 1H-NMR -37 3.1.3.2 Nghiên cứu phối tử Py1 phương pháp 1H-NMR 38 3.1.3.3 Nghiên cứu phối tử Py2 phương pháp 1H-NMR 41 3.1.3.4 Nghiên cứu phối tử Py3-bn phương pháp 1H-NMR 43 3.1.3.5 Nghiên cứu phối tử Py3-pm phương pháp 1H-NMR 46 3.1.4 Nghiên cứu phối tử Py3-bn phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể 49 3.1.5 Nghiên cứu phối tử Py3-pm phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể 53 3.2 Nghiên cứu khả tƣơng tác phối tử với ion kim loại phƣơng pháp 1H-NMR - 58 Nghiên cứu khả tương tác phối tử Py3-bn với ion kim loại 3.2.1 phương pháp 1H-NMR 58 3.2.1.1 Nghiên cứu khả tương tác phối tử Py3-bn với ion Zn2+ phương pháp 1H-NMR 58 3.2.1.2 Nghiên cứu khả tương tác phối tử Py3-bn với ion Hg2+ phương pháp 1H-NMR 58 3.2.2 Nghiên cứu khả tương tác phối tử Py3-pm với ion kim loại phương pháp 1H-NMR 60 3.2.2.1 Nghiên cứu khả tương tác phối tử Py3-pm với ion Zn2+ phương pháp 1H-NMR 60 3.2.2.2 Nghiên cứu khả tương tác phối tử Py3-pm với ion Hg2+ phương pháp 1H-NMR 62 3.3 Nghiên cứu phát quang phối tử hỗn hợp dung môi DMSO:H2O 64 3.3.1 Nghiên cứu phát quang phối tử Py3-pm hỗn hợp dung môi DMSO:H2O 64 3.3.1 Nghiên cứu phát quang phối tử Py3-bn hỗn hợp dung môi DMSO:H2O 66 3.4 Nghiên cứu khả cảm biến huỳnh quang phối tử với ion kim loại 67 3.4.1 Nghiên cứu khả cảm biến huỳnh quang phối tử Py3-pm với ion kim loại 67 3.4.2 Nghiên cứu khả cảm biến huỳnh quang phối tử Py3-bn với ion kim loại 70 KẾT LUẬN -72 TÀI LIỆU THAM KHẢO - 74 Tiếng Việt - 74 Tiếng Anh - 74 MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1 Một số hợp chất PAH đặc trưng Hình 1.2 Phổ hấp thụ naphtalen cyclohexan - Hình 1.3 Phổ hấp thụ antraxen cyclohexan - Hình 1.4 Phổ hấp thụ pyren cyclohexan Hình 1.5 Cấu trúc đại phân tử hình chữ nhật - Hình 1.6 Cấu trúc phân tử phức chất dạng đa nhân, dạng xoắn 10 Hình 1.7 Cấu trúc phân tử phức chất dạng đa nhân tổ ong kim loại Au với tetraxen phối tử phụ 10 Hình 1.8 Phức chất Pt (II) với tetracen, pentacen hỗn hợp hai loại 11 Hình 1.9 Phức chất Pt(II) sở pyren - 11 Hình 1.10 Các phức chất Cu+ Ag+ với phối tử (L) - 12 Hình 1.11 Phổ huỳnh quang thể phát xạ eximer phức chất chứa pyren 13 Hình 1.12 Dẫn xuất điamin 14 Hình 1.13 Phối tử piridin, pyrazin 14 Hình 1.14 Hợp chất meso 15 Hình 1.15 Cơng thức biểu diễn poliamin 15 Hình 1.16 Phenol tetra-amin 16 Hình 1.17 Cấu hình trans phức chất [CoCl2(tetramin)]+ 17 Hình 1.18 Công thức cấu tạo Py3-pm - 20 Hình 1.19 Cơng thức cấu tạo Py3-bn - 20 Hình 3.1 Phổ IR pyren-1-cacbanđehit 34 Hình 3.2 Phổ IR phối tử Py1 35 Hình 3.3 Phổ IR phối tử Py2 35 Hình 3.4 Phổ IR phối tử Py3-bn 36 Hình 3.5 Phổ IR phối tử Py3-pm 36 Hình 3.6 Phổ 1H-NMR pyren-1-cacbanđehit 38 Hình 3.7 a) Phổ 1H-NMR phối tử Py1 dung môi CDCl3 39 Hình 3.7 b) Phổ 1H-NMR vùng 9.32 - 7.1 ppm - 39 Hình 3.8 a) Phổ 1H-NMR phối tử Py2 dung môi CDCl3 42 Hình 3.8 b) Phổ 1H-NMR vùng 8.27 - 7.55 ppm 42 Hình 3.9 a) Phổ 1H-NMR phối tử Py3-bn dung môi CDCl3 - 44 Hình 3.9 b) Phổ 1H-NMR vùng 8.3 - 7.1 ppm - 44 Hình 3.9 c) Phổ 1H-NMR vùng 4.2 - 2.7 ppm 45 Hình 3.10 a) Phổ 1H-NMR phối tử Py3-pm dung môi CDCl3 47 Hình 3.10 b) Phổ 1H-NMR vùng 8.4 - 6.9 ppm 47 Hình 3.11 Cấu trúc đơn tinh thể phối tử Py3-bn - 49 Hình 3.12 a) Cấu trúc đơn tinh thể thể xen phủ nhiều giứa vịng pyren phối tử Py3-bn nhìn theo chiều ngang 51 Hình 3.12 b) Cấu trúc đơn tinh thể thể xen phủ nhiều giứa vịng pyren phối tử Py3-bn nhìn theo chiều từ xuống - 52 Hình 3.13 a) Cấu trúc đơn tinh thể thể xen phủ giứa vịng pyren phối tử Py3-bn nhìn theo chiều ngang 52 Hình 3.13 b) Cấu trúc đơn tinh thể thể xen phủ giứa vòng pyren phối tử Py3-bn nhìn theo chiều từ xuống 53 Hình 3.14 Cấu trúc đơn tinh thể phối tử Py3-pm 54 Hình 3.15 a) Cấu trúc đơn tinh thể thể xen phủ nhiều giứa vịng pyren phối tử Py3-pm nhìn ngang 56 Hình 3.15 b) Cấu trúc đơn tinh thể thể xen phủ nhiều giứa vòng pyren phối tử Py3-pm nhìn từ xuống 56 Hình 3.16 a) Cấu trúc đơn tinh thể thể xen phủ giứa vòng pyren phối tử Py3-pm nhìn từ ngang 57 Hình 3.16 b) Cấu trúc đơn tinh thể thể xen phủ giứa vịng pyren phối tử Py3-pm nhìn từ xuống 57 Hình 3.17 Cấu trúc đơn tinh thể phân tử Py3-pm thể tương tác CH-π 58 Hình 3.18 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR Py3-bn với ion Hg2+ dư dung môi CDCl3 59 dịch DMSO dẫn đến phân tử Py3-pm tập hợp lại theo tương tác kị nước Hệ vòng pyren xuất tương tác π-π phát xạ excimer tương ứng Hiện tượng gọi phát xạ tập hợp tăng cường AEE (aggregation-enhanced emission) 3.3.2 Nghiên cứu phát quang phối tử Py3-bn hỗn hợp dung mơi DMSO:H2O Py3-bn thể tính chất phát quang trạng thái tập hợp tương tự Py3-pm, cụ thể: - Ở trạng thái rắn, phân tử Py3-bn phát quang cho ánh sáng màu xanh - Khi hịa tan dung mơi DMSO, phát quang khơng quan sát - Thêm H2O vào hỗn hợp với tỉ lệ khác nhau, dung dịch phát quang màu xanh khí có mặt ánh sáng kích thích UV (Hình 3.23 Hình 3.24): Hình 3.23 Py3-bn lần lƣợt dung môi DMSO, DMSO:H2O tỉ lệ 1:9, trạng thái rắn Hình 3.24 Py3-bn hỗn hợp dung mơi DMSO:H2O với tỉ lệ lần lƣợt 1:0, 1:1, 1:3, 1:5, 1:7, 1:9 Tương tự Py3-pm, trạng thái rắn Py3-bn phát quang mạnh màu xanh cây, đặc trưng cho phát xạ excimer vòng pyren Trong DMSO, Py3bn gần không phát quang Với việc thêm H 2O vào dung dịch DMSO dẫn đến phân tử Py3-bn tập hợp lại theo tương tác kị nước phát xạ excimer tương tác π-π 3.4 Nghiên cứu khả cảm biến huỳnh quang phối tử với ion kim loại 3.4.1 Nghiên cứu khả cảm biến huỳnh quang phối tử Py3-pm với ion kim loại Việc tổng hợp phối tử chứa nhân pyren có mục đích để nghiên cứu tương tác phối tử với ion kim loại Việc thiết kế phối tử cho tương tác chọn lọc với kim loại định thay đổi tính chất quang lí rõ rệt Chúng tiến hành nghiên cứu khả cảm biến huỳnh quang phối tử Py3-pm với ion kim loại Các kết dung dịch phối tử Py3-pm có thay đổi cường độ phát quang trước sau thêm ion kim loại vào dung dịch Điều chứng tỏ có tương tác đặc biệt Py3-pm ion kim loại dẫn đến có thay đổi tính chất quang lí Khả cảm biến huỳnh quang Py3-pm nghiên cứu sau Khi có mặt ánh sáng tử ngoại mẫu cho phát xạ sau: - Ban đầu, dung dịch chứa phối tử có màu xanh cây, đặc trưng hợp chất có chứa vịng pyren Hình 3.25 Hình 3.25 Phối tử Py3-pm hỗn hợp dung môi DMSO:H2O với tỉ lệ 1:9 Khi bổ sung ion kim loại vào dung dịch thu kết sau (Hình 3.26): - Ống nghiệm bổ sung Hg2+ bị tắt phát quang - Các ống nghiệm cịn lại khơng có thay đổi Hình 3.26 Py3-pm ion kim loại lần lƣợt Cu2+, Zn2+, Co2+, Ni2+, Fe3+, Hg2+ hỗn hợp dung môi DMSO:H2O với tỉ lệ 1:9 Phối tử Py3-pm có khả phát huỳnh quang mạnh trạng thái rắn phân tử Py3-pm có tương tác π-π Hịa phối tử hỗn hợp dung môi DMSO : H2O, phối tử tồn dạng huyền phù Khi ion kim loại bổ sung vào tương tác với phối tử thông qua bốn dị tố N có khả phối trí làm thay đổi tính chất quang lí Như kết ra, tắt huỳnh quang nhân pyren Py3-pm xảy có mặt Hg2+ mà khơng xảy với ion kim loại khác Cu2+, Zn2+ Trong nghiên cứu tương tác Zn 2+ với phối tử Py3-pm phương pháp đo phổ 1H-NMR, Zn2+ có tương tác tốt với phối tử, nhiên không làm tắt phát quang không phá vỡ tương tác π-π phối tử Ion Hg2+ vào phối tử tạo phối trí với nguyên tử N phá vỡ tương tác ππ, chuyển phối tử từ dạng huyền phù thành dạng dung dịch tắt phát quang Điều giải thích hiệu ứng ngun tử nặng Hg, kim loại thuộc chu kì Đặc biệt phối tử Py3-pm tương tác cảm biến Hg 2+ mơi trường có nước Do Py3-pm có tiềm ứng dụng cảm biến huỳnh quang giúp tìm kiếm chọn lọc thủy ngân xử lý môi trường 3.4.2 Nghiên cứu khả cảm biến huỳnh quang phối tử Py3-bn với ion kim loại Chúng tiến hành nghiên cứu khả cảm biến huỳnh quang phối tử Py3-bn với ion kim loại Khả cảm biến huỳnh quang Py3-bn nghiên cứu sau Khi có mặt ánh sáng tử ngoại mẫu cho phát xạ sau: - Ban đầu, dung dịch chứa phối tử có màu xanh cây, đặc trưng hợp chất có chứa vịng pyren Hình 3.27 Hình 3.27 Phối tử Py3-bn hỗn hợp dung môi DMSO:H2O với tỉ lệ 1:9 Khi bổ sung ion kim loại vào dung dịch thu kết sau (Hình 3.28): - Ống nghiệm bổ sung Hg2+ bị tắt phát quang - Ống nghiệm bổ sung Fe3+ cường độ phát quang giảm - Các ống nghiệm cịn lại khơng có thay đổi Hình 3.28 Phối tử Py3-bn bổ sung ion kim loại lần lƣợt Cu2+, Zn2+, Fe3+, Co2+Hg2+, Ni2+ Giống phân tử Py3-pm, phân tử Py3-bn có khả phát huỳnh quang hỗn hợp dung môi DMSO:H2O phân tử Py3-bn có tương tác ππ Khi ion kim loại bổ sung vào tương tác với phối tử thơng qua hai dị tố N có khả phối trí làm thay đổi tính chất quang lí Như kết ra, tắt huỳnh quang nhân pyren Py3-bn xảy có mặt Hg 2+ mà không xảy với ion kim loại khác Cu 2+, Zn2+ Nhưng phân tử Py3-bn có dị tố N nên độ nhạy với Hg2+ thấp so với Py3-pm KẾT LUẬN Đã tổng hợp bốn phối tử chứa vòng pyren: Py1, Py2, Py3-bn, Py3-pm xác định cấu trúc phối tử phương pháp: phổ hồng ngoại IR, phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR, Xác định cấu trúc phối tử Py3-bn, Py3-pm phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể Nghiên cứu tương tác ion kim loại với phối tử Py3-bn, Py3-pm phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân: - Py3-bn có tương tác với Hg2+, không tương tác với Zn2+ - Py3-pm tương tác với Hg2+, Hg2+ Đã nghiên cứu thành công phát quang phối tử Py3-pm, Py3-bn hỗn hợp dung môi DMSO:H2O với tỉ lệ khác nhau: cường độ phát quang phối tử Py3-bn Py3-pm tăng dần tỉ lệ DMSO:H2O tăng từ 1:1, 1:3, 1:5, 1:7, 1:9 Đã nghiên cứu sơ khả cảm biến Hg 2+ phối tử Py3-pm, Py3-bn khảo sát phát xạ huỳnh quang: tắt phát quang phối tử Py3-bn Py3-pm xảy có mặt ion Hg 2+, mà khơng xảy có mặt ion kim loại khác TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Vũ Đăng Độ, Triệu Thị Nguyệt (2008), Hóa học vơ – Quyển (Các nguyên tố d f), NXB Giáo Dục, Hà Nội Vũ Đăng Độ, Triệu Thị Nguyệt (2009), Hóa học Vơ Cơ – Quyển (Các ngun tố s p), NXB Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà (1999), Ứng dụng số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử, NXB Giáo dục, Hà Nội Lê Chí Kiên (2006), Hóa Học Phức Chất, NXB Giáo dục, Hà Nội Hồng Nhâm (2000), Hóa học vơ tập 3, NXB Giáo dục, Hà Nội Đỗ Đình Rãng, Đặng Đình Bạch, Nguyễn Thị Thanh Phong (2007), Hoá hữu Tập 3, NXB Giáo Dục, Hà Nội Nguyễn Đình Thành (2011), Cơ sơ phương pháp phổ ứng dụng hóa học, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Đình Triệu (2002), Các phương pháp vật lý ứng dụng hóa học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội Tiếng Anh Alan J H., Yip J H K., Ma D L., Wong K Y., Chung W H (2009), “Transition metal complexes with strong absorption of visible light andlong-lived triplet excited states: from molecular design to applications”, Organometallics, 28, pp 1712-1728 Carrington S., Renault J., Tomasi S., Corbel J C., Uriac P., Blagbrough I S (2002), “ Simple syntheses of the polyamine alkaloid tenuilobine and analogues using selectively N-tritylated polyamines and dicarboxylic acids as bridging elements”, Chemical Society Reviews, 43, pp 2597–2600 10 Chirantan Kar, Manab Deb Adhikari, Aiyagari Ramesh, Gopal Das (2012), “Selective sensing and efficient separation of Hg 2+ from aqueous medium with a pyrene based amphiphilic ligand”, RSC Advances, 2, pp 9201-9206 11 Das S., Sahana A., Banerjee A., Lohar S., Safin D A., Babashkina M G., Bolte M., Garcia Y., Hauli I., Mukhopadhyay S K., Das D (2013), “Ratiometric fluorescence sensing and intracellular imaging of Al3+ ion driven by an intramolecular excimer formation of a pyrimidine-pyrene scaffold”, Dalton Trans, 42(14), pp 4757-4763 12 David Wenkert, Woodward R B (1983), “Studies of 2,2’-Bipyridyl N,N’- Dioxides”, The journal of Organic Chemistry, 48(3), pp 283289 13 Dessy G., Fares V., Scaramuzza L., Tomlinson A A G J (1978), “Complexes with sulphur and selenium donor ligands Part Some 4phenylthiosemicarbazone complexes of cobalt(II) and the crystal structure of bis(acetone 4-phenylthiosemicarbazone)cobalt(II) bromide (green form)”, J Chem Soc Dalton Trans, 11, pp 15491553 14 Durairaj Thiyagarajan, Sudeep Goswami, Chiranta Kar, Gopal Das, Aiyagari Ramesh (2014), “A prospective antibacterial for drugresistant pathogens: a dual warhead amphiphile designed to track interactions and kill pathogenic bacteria by membrane damage and cellular DNA cleavage”, Chem Commun, 50, pp 7434-7436 15 Heng W Y., Hu J., Yip J H K (2007), “Attaching Gold and Platinum to the Rim of Pyrene: A Synthetic and Spectroscopic Study”, Organometallics, 26 (27), pp 6760-6768 16 Hu J., Lin Y., Pi Z B., Qu S S (2005), “Interaction of cromolyn sodium with human serum albumin: a fluorescence quenching study”, Bioorganic and Medicinal Chemistry, 13, pp 6009-6011 17 Hu J., Nguyen M H., Yip J H K (2011), “Metallacyclophanes of 1,6Bis(diphenylphosphino)pyrene: Excimeric Emission and Effect of Oxygen on Stability of the Rings”, Inorg Chem., 50(16), pp 74297439 18 Karigiannis G., Papaioannou (2000), “High Chemoselectivity in Direct N- Alkylation of Amines”, European Journal of Medicinal Chemistry, 10, pp 1841-1863 19 Kryschenko Y K., Seidel S P., Arif A M., Stang P J (2003), “Coordination-Driven Self-Assembly of Predesigned Supramolecular Triangles”, Journal of American Chemical Society, 125, pp 51935198 20 Libin Zang, Dayan Wei, Shichao Wang, Shimei Jiang (2012), “A phenolic Schiff base for highly selective sensing of fluoride and cyanide via different channels”, Tetrahedron, 68, pp 636-641 21 Lin R., Yip J H K., Zhang K., Koh L L., Wong K Y., Ho K P (2004), “Self-Assembly and Molecular Recognition of a Luminescent Gold Rectangle”, Journal of American Chemical Society, 126, pp 15852- 15869 22 Megha Chharwal, Anup Kumar, Rinkoo D Gupta, Satish K Awasthi (2015), “A pyrene-based optical probe capble of molecular computation using chemical input strings”, RSC Adv, 5, pp 5167851681 23 Muthaiah Shellaiah, Yen Hsing Wu, Ashutosh, Mandapati V Ramakrishnam Raju, Hong Cheu Lin (2013), “Novel pyrene- and anthracene-based Schiff base derivatives as Cu 2+ and Fe3+ flourescence turn-on sensors and for aggregation induced emissionst”, Journal of Materials Chemistry A, 1, pp 1310-1318 24 Nguyen M H., Wong C Y., Yip J H K (2013), “Ligand Perturbations on Fluorescence of Dinuclear Platinum Complexes of 5,12- Diethynyltetracene: A Spectroscopic and Computational Study”, Organometallics, 30, pp 6383−6392 25 Nguyen M H., Yip J H K (2011), “Pushing Pentacene-Based Fluorescence to the Near-Infrared Region by Platination”, Organometallics, 32, pp 1620−1629 26 Nguyen M H., Yip J H K (2012), “Platinum-Conjugated Homo- and Heterobichromophoric Complexes of Tetracene and Pentacene ”, Organometallics, 31, pp 7522−7531 27 Partyka D V., Esswein A J., Zeller M., Hunter A D., Gray T G (2007), “Gold(I) Pyrenyls: Excited-State Consequences of Carbon−Gold Bond Formation”, Organometallics, 26(14), pp 32793282 28 Patrick C., Yanrong W (2008), “Pyrene Excimer Signaling Molecular Beacons for Probing Nucleic Acids”, American Chemical Society,130, pp 337-342 29 Richa Pandey, Lingeshwar Reddy, Shinsuke Ishihara, Abhimanew Dhir, Venkata Krishnan (2013), “ Conformation induced discrimination between picric acid and nitro derivatives/anions with a Cu-pyrene array: the first decision making photonic device”, RSC Adv, 3, pp 21365-21368 30 Wang Chunming, Wu Cuichen, Chen Yan, Song Yanling, Tan Weihong, James Yang Chaoyong (2011), “Pyrene Excimer for DNA Sensors”, Current Organic Chemistry, 4, pp 465-476 31 Wang X M., Yan H., Feng X L., Chen Y (2010), “1pyrenecarboxaldehyde thiosemicarbazone: a novel fluorescent molecular sensor towards mecury (II) ion”, Chin Chem Lett., 21 (9), pp 1124-1128 32 Yang Y., Ji S., Zhao J (2009), “Synthesis of novel bis pyren diamin and their application as ratiometric fluorescent probes detection of DNA”, Biosensors and Bioelectronics, 24, pp 3442-3447 33 Yip J H K., Nguyen Minh Hai (2011), “Metallacyclophanes of 1,6Bis(diphenylphosphino)pyrene: Excimeric Emission and Effect of Oxygen on Stability of the Rings”, Inorganica Chimica Acta, 50, pp 7429–7439 34 Young Hoon Lee, Mihyun Kim, Jack M Harrowfield, Piere Thuéry, Yang Kim (2010), “Ligands for Metal Ion Detection – Crystal Structure of a Fluorophore Precursor”, Bull Korean Chem Soc., 31(12), pp 3797- 3799 ... NHIÊN - VŨ LÊ VÂN TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT CỦA KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP VỚI PHỐI TỬ HAI CÀNG TRÊN CƠ SỞ PAH Chuyên ngành: Hóa vô Mã số: 60440113 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG... hẹn Với lý trên, đề tài lựa chọn hướng nghiên cứu: ? ?Tổng hợp, nghiên cứu phức chất kim loại chuyển tiếp với phối tử hai sở PAH? ?? Hi vọng kết thu đề tài đóng góp phần nhỏ vào lĩnh vực nghiên cứu phức. .. chelat phối trí năm cạnh bền vững 1.4.2 Mục đích nội dung nghiên cứu Luận văn hướng tới mục đích tổng hợp nghiên cứu phức chất kim loại chuyển tiếp với phối tử hai [N,N] chứa nhân pyren sở PAH Nội

Ngày đăng: 24/12/2021, 21:13

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w