L với nồng độ ion Hg(II) Theo đó, cường độ huỳnh quang dung dịc h giảm mạnh
KẾT LUẬN CHUNG VỀ NGHIÊN CỨU SENSO RL
3.2.1.1. Nghiên cứu lý thuyết thiết kế và tổng hợp sensor AMC
Những nghiên cứu trước đây đã cho thấy, các dẫn xuất của 7- hydroxycoumarin là những hợp chất phát huỳnh quang mạnh mẽ, có bước sóng hấp thụ cực đại trong khoảng từ 359 nm đến 413 nm, bước sóng phát xạ cực đại trong khoảng từ 445 nm đến 515 nm. Trong đó, 4-methyl-7-hydroxycoumarin hấp thụ cực đại ở bước sóng 359 nm và phát xạ cực đại ở bước sóng 449 nm [159].
Để thiết kế sensor huỳnh quang AMC (7-acryloyl-4-methylcouramin) từ dẫn xuất của coumarin dùng để phát hiện các biothiol dựa trên phản ứng cộng Michael, hợp chất 4-methyl-7-hydroxycoumarin (A) đã được chọn làm fluorophore, acryloyl chloride (B) được chọn làm receptor, vì các lý do: một là, phản ứng gắn receptor lên fluorophore dễ dàng thực hiện thông qua phản ứng ester hóa giữa nhóm phenol với dẫn xuất acid [2] hình thành AMC với hệ thống liên hợp electron π kiểu: liên kết π - cặp electron không chia - liên kết π; hai là, receptor này có thể gây ra phản ứng cộng với các biothiol, kèm theo đó là những thay đổi trong đặc tính huỳnh quang của AMC, sensor dự kiến tổng hợp sẽ có độ nhạy và độ chọn lọc cao.
Quá trình thiết kế và tổng hợp sensor AMC được trình bày ở Hình 3.29.
O OH + Cl O (B) O Fluorophore + HCl (A) AMC
Hình 3.29. Sơ đồ thiết kế và tổng hợp sensor AMC
Receptor
Để xem xét khả năng xảy ra của phản ứng tổng hợp sensor AMC, hình học bền của các chất được trình bày ở Hình 3.30, năng lượng của các chất tham gia và sản phẩm phản ứng đã được tính toán ở mức lý thuyết B3LYP/LanL2DZ. Tọa độ
XYZ của các chất được trình bày ở phần Phụ lục 26, 27, 28 và 29. Kết quả tính toán
ΔH298 và ΔG298 của phản ứng được trình bày ở Bảng 3.11.
(a)
(d)
(b)
(c)
(H) (C) (O) (Cl)
Hình 3.30. Hình học bền của các chất tham gia và các sản phẩm của phản ứng tổng hợp sensor AMC ở mức lý thuyết B3LYP/LanL2DZ: (a) 4-methyl-7-
hydroxycoumarin; (b) acryloyl chloride; (c) Hydrochlorine và (d) AMC
Bảng 3.11. Biến thiên Enthalpy và năng lượng tự do Gibbs của phản ứng tổng hợp sensor AMC ở mức lý thuyết B3LYP/LanL2DZ (kcal.mol-1)
Thông số ΔH298 ΔG298
Kết quả tính toán ở Bảng 3.11 cho thấy, biến thiên enthalpy (ΔH298) và năng lượng tự do Gibbs (ΔG298) của phản ứng tổng hợp sensor AMC là âm, theo đó phản ứng tổng hợp sensor AMC là thuận lợi về mặt nhiệt động.
Như trình bày ở phần trước, một phản ứng hóa học xảy ra cần phải đáp ứng cả điều kiện về nhiệt động học và điều kiện về động học (để tốc độ phản ứng đủ lớn). Tuy nhiên, mục tiêu của nghiên cứu này là kết hợp linh hoạt giữa tính toán và thực nghiệm, nên chỉ dừng lại ở mức dự đoán khả năng phản ứng và hướng sản phẩm dựa trên các thông số nhiệt động, sau đó tiến hành thực nghiệm dựa trên dự đoán của tính toán. Sự kết hợp linh hoạt này sẽ giảm tải khối lượng công việc tính toán hoặc thực nghiệm, tùy vào trường hợp cụ thể, sẽ tiến nhanh đến mục đích cuối cùng.